CN115145034B - 光学模块以及头部佩戴型显示装置 - Google Patents

Abstract

提供光学模块以及头部佩戴型显示装置，抑制了亮度不均、颜色不均。光学模块具备：显示元件，其射出P偏振的影像光；光学部件，其具有供从显示元件射出的影像光入射的入射部和射出影像光的射出部，形成由入射部和射出部进行内表面反射的光路；第一波长板，其配置在显示元件与光学部件之间的光路上，使P偏振的影像光成为圆偏振的影像光；第二波长板，其为平板状，设置在光学部件的入射部与射出部之间，使圆偏振的影像光成为S偏振的影像光，使S偏振的影像光成为P偏振的影像光；以及组合器，其反射从光学部件射出的影像光。

Description

光学模块以及头部佩戴型显示装置

技术领域

本发明涉及能够观察虚像的光学模块以及具备该光学模块的头部佩戴型显示装置。

背景技术

作为HMD的光学***，公知有如下的头戴式显示器：具备与电子显示面板对置配置的扁平状透镜组件，在透镜组件的入射侧配置有包含波长板和镜面的部分反射膜，在透镜的射出侧配置有包含波长板和反射偏振面的偏振反射镜(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特表2019-510267号公报

在现有技术的头戴式显示器中，波长板与作为曲面的反射偏振面的内侧相邻地设置，因此需要是与反射偏振面同样的曲面形状。但是，将波长板以曲面形状成膜并粘贴并不容易，可以想到根据波长板面的制造难易度而无法达成所期望的精度，影像光产生偏振不均而成为亮度不均、颜色不均的原因。

发明内容

本发明的一个方面的光学模块或头部佩戴型显示装置具备：显示元件，其射出第一偏振方向的影像光；光学部件，其具有供从所述显示元件射出的所述影像光入射的入射部以及射出所述第一偏振方向的所述影像光的射出部；第一波长板，其设置在所述显示元件与所述光学部件之间的光路上，使所述第一偏振方向的所述影像光成为圆偏振的所述影像光；以及第二波长板，其为平板状，在所述光路中设置于所述光学部件的所述入射部与所述射出部之间，使所述圆偏振光的所述影像光成为第二偏振方向的影像光；以及组合器，其反射从光学部件射出的影像光，所述光学部件将所述第二波长板夹在中间并与所述第二波长板构成为一体，所述射出部朝向所述显示元件凸出，将所述第二偏振方向的所述影像光朝向所述入射部反射，所述入射部朝向所述显示元件凸出，将由所述射出部反射的所述影像光朝向所述射出部反射，所述第二波长板使由所述射出部反射的所述第二偏振方向的所述影像光成为所述圆偏振的所述影像光，使由所述入射部反射的所述影像光成为所述第一偏振方向的所述影像光。

附图说明

图1是说明第一实施方式的HMD的佩戴状态的俯视图。

图2是说明HMD的内部的光学***的概念性侧剖视图。

图3是例示光学块的外观的立体图。

图4是具体的光学***的侧视图和俯视图。

图5是说明第二实施方式的HMD内的光学***的概念性侧剖视图。

图6是说明第三实施方式的HMD内的光学***的概念性侧剖视图。

图7是说明变形例的概念性侧剖视图。

图8是说明另一变形例的概念性侧剖视图。

标号说明

11：显示元件；12：成像光学***；13：控制装置；20：第一波长板；30：光学块；31：光学部件；31a：第一块；31b：第二块；31c：入射部；31d：射出部；31i：内侧射出部；31j：内侧入射部；33：透光性反射层；35：偏振光反射层；37：第二波长板；40：组合器；42：透光性反射层；44：偏振光反射层；51：偏振板；100：显示装置；100C：支承装置；101：光学模块；AX：光轴；EP：射出光瞳；EY：眼；LL：漏光；ML：影像光；OL：外界光；PP：光瞳位置；US：佩戴者。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照图1、2等，对本发明所涉及的第一实施方式的头部佩戴型显示装置以及组装于该头部佩戴型显示装置的光学模块进行说明。

图1是说明作为头部佩戴型显示装置的头戴式显示器(以下，也称为HMD)200的佩戴状态的图，HMD 200使佩戴该头戴式显示器的观察者或佩戴者US识别作为虚像的影像。在图1等中，X、Y以及Z是正交坐标系，+X方向与佩戴HMD 200的观察者或者佩戴者US的双眼EY排列的横向对应，+Y方向相当于与对于佩戴者US而言的双眼EY排列的横向正交的上方向，+Z方向相当于对于佩戴者US而言的前方向或者正面方向。±Y方向与铅垂轴或铅垂方向平行。

HMD 200具备右眼用的第一显示装置100A、左眼用的第二显示装置100B、以及包含支承显示装置100A、100B的一对镜腿的支承装置100C。第一显示装置100A以覆盖佩戴者US的眼睛EY的前方即+Z侧的方式配置。第一显示装置100A具备作为能够观察虚像的光学***的光学模块101。第一显示装置100A和第二显示装置100B是反射镜反转后的装置，以后，将右眼用的第一显示装置100A作为代表的显示装置100进行说明。

参照图2，显示装置100具备光学模块101和控制装置13。光学模块101包括显示元件11和成像光学***12。成像光学***12按照从显示元件11到应配置眼睛EY的射出光瞳EP的光路的顺序，具有第一波长板20、光学块30和组合器40。光学块30在光学部件31中内置有第二波长板37。显示元件11和第一波长板20被收纳在壳体71中，以被定位的状态被保持。光学块30以使射出部31d露出的方式部分地收纳于壳体71中，以被定位的状态被保持。组合器40以定位于壳体71的前方下端的状态固定。

显示元件11例如是有机EL(有机电致发光，OrganicElectro-Luminescence)、无机EL、LED阵列的显示器，在二维的显示面11a上形成彩色的静态图像或动态图像。在显示元件11中，与显示面11a相对地配置有偏振板11p。透过偏振板11p的影像光ML成为P偏振光。即，显示元件11射出作为第一偏振方向的偏振光的P偏振光作为影像光ML。在此，P偏振光以与纸面平行的面为基准。即，透过偏振板11p的影像光ML的偏振方向或偏振面与YZ面平行。显示元件11不限于自发光型的影像光生成装置，也可以由LCD等其他光调制元件构成，通过利用背光源那样的光源对该光调制元件进行照明来形成图像。作为显示元件11，也能够代替LCD而使用LCOS(Liquid crystal on silicon，LCoS为注册商标)、数字微镜器件等。在使用LCD、LCOS作为显示元件11的情况下，能够省略偏振板11p。显示元件11的显示面11a的纵横比是X方向比Z方向大的矩形类型，形成横长的图像。

成像光学***12中的第一波长板20在显示元件11与光学部件31之间的光路上，与从显示元件11射出并朝向光学块30的影像光ML中的与视场角中心对应的影像光的光轴AX垂直地配置。第一波长板20是λ/4板，例如由具有多折射的晶系、树脂系的材料形成。在显示元件11形成彩色图像的情况下，第一波长板20优选使用针对RGB的各色实现相当于大致λ/4的相位差或延迟的波长板。进而，第一波长板20优选使用具有补偿因影像光ML的入射角而赋予的相位差从目标值偏离的入射角依赖性的特性的波长板。在此，由于第一波长板20为平板状，因此能够以规定以上的精度具有上述那样的颜色补偿特性、角度补偿特性。第一波长板20将从显示元件11射出的影像光ML从作为第一偏振方向的偏振光的P偏振光转换为圆偏振光。第一波长板20配置为其高速轴在与光轴AX垂直且与XZ面平行的平面内相对于X方向和Z方向成45°。

光学块30是将透镜状的第一块31a、第二波长板37和透镜状的第二块31b接合而一体化的块。将组合了第一块31a和第二块31b的部件称为光学部件31。第一块31a由具有透光性的材料形成，具有入射部31c和内侧射出部31i。入射部31c是朝向显示元件11凸出的光学面或凸面，由球面、非球面等旋转对称面构成。内侧射出部31i是平面。第二块31b由具有透光性的材料形成，具有内侧入射部31j和射出部31d。内侧入射部31j为平面。射出部31d是朝向显示元件11凸出的光学面或凹面，由球面、非球面等旋转对称面构成。第一块31a的入射部31c具有包含后述的内表面反射在内的使影像光ML会聚的功能，第二块31b的射出部31d具有包含内表面反射在内的使影像光ML发散的功能，作为光学部件31整体，能够具有使影像光ML准直的功能。

关于光学部件31，不需要使第一块31a的折射率与第二块31b的折射率相等，能够使它们的折射率相互不同。在第一块31a的折射率或阿贝数与第二块31b的折射率或阿贝数不同的情况下，例如能够具有校正色像差的功能。第一块31a的入射部31c具有第一曲率，第二块31b的射出部31d具有第二曲率，入射部31c的第一曲率与射出部31d的第二曲率大致相等。在该情况下，容易抑制色像差等各种像差。此外，在第一块31a的入射部31c、第二块31b的射出部31d为非球面的情况下，比较与球面拟合的球面的曲率而第一曲率与第二曲率大致相等即可。

光学部件31形成在入射部31c和射出部31d进行内表面反射的光路。从显示元件11射出并通过了第一波长板20的影像光ML入射到光学部件31的入射部31c。在光学部件31的入射部31c设置有透光性反射层33。更详细而言，在第一块31a的基材32的表面形成有作为半反射镜发挥功能的透光性反射层33。透光性反射层33将在光学部件31内返回的方向即从光学块30朝向显示元件11的方向上传播的影像光ML的一部分向行进的方向即从显示元件11朝向光学块30的方向反射。光学部件31的射出部31d射出影像光ML。在射出部31d设置有作为偏振镜的偏振光反射层35。更详细而言，在第二块31b的基材34的表面形成有反射S偏振光的偏振光反射层35。偏振光反射层35将在光学部件31内行进的方向即从显示元件11朝向光学块30的方向上传播的影像光ML向返回的方向即从光学块30朝向显示元件11的方向反射。透光性反射层33、偏振光反射层35通过蒸镀等形成。

虽然省略了图示，但在透光性反射层33、偏振光反射层35的表面能够形成防反射膜。

图3是例示光学块30、光学部件31的外观的立体图。光学块30具备作为长方体状的侧面的4个侧面31s、作为上表面的入射部31c、以及作为下表面的射出部31d。光学块30被设为在影像光ML的有效区域ER的周围附加了剩余的周边区域PR的尺寸。另外，光学块30具有与显示元件11的显示面11a的纵横比对应的纵横尺寸。在本实施方式中，X方向的一对侧面31s间的尺寸比Z方向的一对侧面31s间的尺寸大。

返回图2，第二波长板37以被第一块31a和第二块31b夹着的状态埋入光学块30中，设置在光学部件31的入射部31c与射出部31d之间。第二波长板37相对于从显示元件11延伸并通过光学部件31的光轴AX垂直地配置。即，第二波长板37与第一波长板20平行地配置。第二波长板37是λ/4板，例如由具有多折射的结晶系、树脂系的材料形成。在显示元件11形成彩色图像的情况下，第二波长板37优选使用针对RGB的各色实现相当于大致λ/4的相位差或延迟的波长板。进而，第二波长板37优选使用具有补偿入射角依赖性的特性的波长板。在此，由于第二波长板37为平板状，因此能够以规定以上的精度具有颜色补偿特性、角度补偿特性，由于之后不使其弯曲，因此能够维持光学特性。第二波长板37将通过透光性反射层33并在光学部件31内行进的方向即从显示元件11朝向光学块30的方向上传播的圆偏振光的影像光ML转换为S偏振光的影像光ML。第二波长板37将通过偏振光反射层35的反射而在从光学块30朝向显示元件11的方向上传播的作为第二偏振方向的S偏振光的影像光ML再次转换为圆偏振光，在再次转换后的圆偏振光通过透光性反射层33的反射而通过第二波长板37时，从圆偏振光变为作为第一偏振方向的P偏振光的影像光ML。更详细而言，第二波长板37将被偏振光反射层35反射而在光学部件31内返回的方向即从光学块30朝向显示元件11的方向上传播的S偏振光的影像光ML转换为圆偏振光，将被透光性反射层33反射而在光学部件31内行进的方向即从显示元件11朝向光学块的方向上传播的圆偏振光的影像光ML转换为P偏振光。第二波长板37配置为其高速轴与第一波长板20的高速轴一致，具体而言，其高速轴在与光轴AX垂直且与XZ面平行的平面内相对于X方向和Z方向成45°。

组合器40是平板反射镜，在内侧面40a形成有作为半反射镜发挥功能的透光性反射层42。

对光路进行说明，来自形成于显示元件11的显示面11a的图像的影像光ML以成为P偏振光的状态从显示元件11射出。从显示元件11射出的影像光ML是相当于具有与Z方向平行的偏振面的第一偏振方向的偏振光的P偏振光，经过第一波长板20从P偏振光转换为圆偏振光。经过了第一波长板20的圆偏振光的影像光ML入射到光学部件31的入射部31c即透光性反射层33，例如透过50％，经过第二波长板37从圆偏振光转换为S偏振光。经过了第二波长板37的S偏振光的影像光ML相当于具有与X方向平行的偏振面的第二偏振方向的偏振光。S偏振光的影像光ML入射到光学部件31的射出部31d并由偏振光反射层35朝向入射部31c反射，再次通过第二波长板37，从S偏振光转换为圆偏振光。再次通过了第二波长板37的圆偏振光的影像光ML入射到入射部31c即透光性反射层33，例如50％(相当于原来的影像光ML的25％)被反射，经过第二波长板37从圆偏振光转换为P偏振光。经过了第二波长板37的P偏振光的影像光ML透过偏振光反射层35即射出部31d而从光学部件31朝向组合器40射出。从光学部件31射出的影像光ML被组合器40反射，入射到配置有佩戴者US的眼睛EY或者瞳孔的射出光瞳EP。在此，射出光瞳EP是设想配置眼睛EY的成像光学***12的光瞳位置PP即眼点，来自显示元件11的显示面11a的各点的光以能够观察虚像的角度集中于一处的方式入射。外界光OL也沿着与通过光瞳位置PP的光轴AX平行的射出光轴EX入射到组合器40。即，佩戴HMD200的佩戴者US能够与外界像重叠地观察基于影像光ML的虚像。

图4是表示显示装置100的具体的光学设计例的图。在图4中，区域AR1是光学模块101等的侧方剖视图，区域AR2是光学模块101等的局部透视俯视图。在该例子中，从显示元件11到组合器40的光轴AX相对于作为铅垂轴的Y轴不平行，具有一定的倾斜度。组合器40是平板，通过调整组合器40的倾斜角，使从显示元件11到组合器40的光轴AX成为相对于与Y轴平行的铅垂状态倾斜角度θ的状态。结果，组合器40设定为相对于Z轴小于45度的倾斜度。在该情况下，作为第一偏振方向的偏振光的P偏振光也具有与YZ面平行的偏振面。

如上所述，本实施方式的显示装置100或光学模块101具备：显示元件11，其射出P偏振的影像光ML；光学部件31，其具有供从显示元件11射出的影像光ML入射的入射部31c和射出影像光ML的射出部31d，形成由入射部31c及射出部31d进行内表面反射的光路；第一波长板20，其配置在显示元件11与光学部件31之间的光路上，使P偏振的影像光ML成为圆偏振的影像光ML；第二波长板37，其为平板状，设置在光学部件31的入射部31c与射出部31d之间，使圆偏振的影像光成为S偏振的影像光ML，使S偏振的影像光ML成为P偏振的影像光ML；以及组合器40，其反射从光学部件31射出的影像光ML。在该情况下，设置于光学部件31的入射部31c与射出部31d之间的第二波长板37为平板状，光学设计容易，容易具有反映了光学设计的光学特性，因此影像光ML不易产生偏振不均，能够进行抑制了亮度不均、颜色不均的图像的显示。

[第二实施方式]

以下，对本发明的第二实施方式的头部佩戴型显示装置等进行说明。另外，第二实施方式的头部佩戴型显示装置是对第一实施方式的头部佩戴型显示装置进行局部变更而得到的，关于共同部分省略说明。

图5是第二实施方式的显示装置100的侧方剖视图。显示装置100在光学块30与组合器40之间具备偏振板51。偏振板51与光学部件31的射出部31d对置配置，遮挡作为第二偏振方向的S偏振的影像光ML。偏振板51防止未被射出部31d的偏振光反射层35反射的S偏振光作为漏光LL对图像产生影响。通常，偏振光反射层35难以100％反射整个可见波长段且各种全入射角的影像光ML，会产生一定量的漏光LL。由于难以利用组合器40使这样的漏光LL完全衰减，因此容易成为重影(ghost)等的原因。即使偏振光反射层35使S偏振光的漏光LL通过，偏振板51也抑制该漏光LL入射到组合器40，抑制产生重影等。另外，关于第二波长板37，也存在由于制造公差等而产生例如λ/4±λ/300左右的偏差的情况。在该情况下，混有P偏振光的漏光LL’的影像光ML入射到偏振光反射层35，但P偏振光的漏光LL’与本来的影像光ML即S偏振光相比强度低，被偏振光反射层35大幅衰减而几乎不通过，因此能够被偏振光反射层35衰减。

从与从显示元件11延伸并通过光学部件31的光轴AX垂直的假想平面(具体而言例如YZ面)垂直的方向(具体而言X方向)观察，偏振板51比第一波长板20大且比第二波长板37小。偏振板51在组装时被以光轴AX为中心轴旋转的机构定位而固定于壳体71或光学块30。由此，能够减少漏光LL入射到组合器40的量，能够进行缓和第一波长板20、光学块30的组装公差的调整。

[第三实施方式]

以下，对本发明的第三实施方式的头部佩戴型显示装置等进行说明。另外，第三实施方式的头部佩戴型显示装置是对第一实施方式的头部佩戴型显示装置进行局部变更而得到的，关于共同部分省略说明。

图6是第三实施方式的显示装置100的侧方剖视图。在显示装置100中，在组合器41的内侧面140a形成有偏振光反射层44。即，组合器41具有偏振光反射层44，偏振光反射层44与光学部件31的射出部31d相对配置。在此，偏振光反射层44是反射第一偏振方向的P偏振光并透射第二偏振方向的S偏振光的偏振光反射层，因此以接近100％的反射率反射作为相当于第一偏振方向的P偏振光的影像光ML。

从显示元件11射出P偏振光的影像光ML，经过第一波长板20从P偏振光转换为圆偏振光。经过了第一波长板20的圆偏振光的影像光ML通过光学部件31的入射部31c，经过第二波长板37从圆偏振光转换为S偏振光。S偏振光的影像光ML入射到光学部件31的射出部31d并由偏振光反射层35朝向入射部31c反射，再次通过第二波长板37，从S偏振光转换为圆偏振光。再次通过了第二波长板37的圆偏振光的影像光ML在入射部31c的内侧被反射，经过第二波长板37而从圆偏振光转换为P偏振光。经过了第二波长板37的P偏振光的影像光ML经由射出部31d从光学部件31向组合器41射出。从光学部件31射出的影像光ML被组合器41所具备的偏振光反射层44反射，入射到配置佩戴者US的眼睛EY或者瞳孔的射出光瞳EP。

[变形例及其他]

以上结合实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施，例如也能够进行如下的变形。

以上省略了说明，但能够在显示元件11与第一波长板20之间配置将RGB等影像光ML的波长缩小到窄波段的滤波器。第一波长板20优选在宽波段中关于相位差赋予、延迟不产生分散，但不容易抑制这样的分散，通过组入窄波段化用的滤波器，能够减少相位差赋予、延迟之差对图像造成影响。

光学模块101是光轴AX与YZ面平行地配置的纵置类型，但也可以是光轴AX与XZ面平行地配置的横置类型。

HMD 200是双眼用的，具有一对显示装置100A、100B，但也可以仅具有两个显示装置100A、100B中的任意一方。在该情况下，单独的显示装置100作为HMD 200发挥功能。

在组合器40的外界侧，能够安装通过限制组合器40的透射光而进行调光的调光器件。调光器件例如通过电动来调整透射率。作为调光器件，能够使用镜面液晶、电子遮光件等。调光器件也可以根据外部光照度来调整透射率。

如图7所示，也可以构成为设置有偏振板51和具有偏振光反射层44的组合器41。在该情况下，能够使成为重影光的原因的从光学部件31射出的漏光LL进一步衰减。即，从光学部件31向组合器41射出的漏光LL通过设置于光学部件31与组合器41之间的偏振板51而衰减。进而，通过了偏振板51的漏光LL被组合器41所具备的偏振光反射层44透过。因此，能够使入射到配置佩戴者US的眼睛EY或者瞳孔的射出光瞳EP的漏光LL进一步衰减。

在图2、5、6、7等所示的实施方式中，将透过与显示元件11的显示面11a对置的偏振板11p的影像光ML设为第一偏振方向的P偏振光，但也可以设为S偏振光。在该情况下，第二偏振方向的影像光ML成为P偏振光。

例如，如图8所例示，在第一偏振方向的影像光ML成为S偏振光的情况下，从显示元件11射出的S偏振光经由第一波长板20从S偏振光转换为圆偏振光。经过了第一波长板20的圆偏振光的影像光ML通过光学部件31的入射部31c，经过第二波长板37而从圆偏振光转换为P偏振光。P偏振光的影像光ML入射到光学部件31的射出部31d，由偏振光反射层35朝向入射部31c反射而逆行，再次通过第二波长板37，从P偏振光转换为圆偏振光。再次通过了第二波长板37的圆偏振光的影像光ML被入射部31c反射，经过第二波长板37而从圆偏振光转换为S偏振光。经过了第二波长板37的S偏振光的影像光ML经由射出部31d从光学部件31朝向组合器40射出。从射出部31d射出的影像光ML被组合器40反射，入射到配置有佩戴者US的眼睛EY或瞳孔的射出光瞳EP。

另外，在将第一偏振方向设为S偏振的情况下，也与图5的情况同样地，通过在光学块30与组合器40之间具备偏振板51，能够减少成为重影光的原因的漏光LL。在该情况下，偏振板51与光学部件31的射出部31d对置配置，遮挡作为第二偏振方向的P偏振光的漏光的影像光ML。

另外，在将第一偏振方向设为S偏振的情况下，也与图6的情况同样地，通过在组合器41的内侧面140a形成偏振光反射层44，能够以接近100％的反射率反射作为相当于第一偏振方向的S偏振光的影像光ML。

在本实施方式中，将显示元件11的显示面11a的纵横比设为X方向比Z方向大的矩形类型，但也可以将显示元件11的显示面11a的纵横比设为Z方向比X方向大的矩形类型。在该情况下，形成纵长的图像。另外，也可以将显示元件11的显示面11a的纵横比设为Z方向的大小与X方向的大小一致的正方形类型。

具体的方式中的光学模块具备：显示元件，其射出第一偏振方向的影像光；光学部件，其具有供从显示元件射出的影像光入射的入射部和射出第一偏振方向的影像光的射出部；第一波长板，其配置于显示元件与光学部件之间的光路上，使第一偏振方向的影像光成为圆偏振的影像光；第二波长板，其为平板状，设置于光学部件的入射部与射出部之间，使圆偏振的影像光成为第二偏振方向的影像光；以及组合器，其反射从光学部件射出的影像光，射出部将第二偏振方向的影像光朝向入射部反射，入射部将由射出部反射后的影像光朝向射出部反射，第二波长板使由射出部反射后的第二偏振方向的影像光成为圆偏振的影像光，使由入射部反射后的影像光成为第一偏振方向的影像光。

在上述光学模块中，设置于光学部件的入射部和射出部之间的第二波长板为平板状，光学设计容易且容易具有反映了光学设计的光学特性，因此影像光不易产生偏振不均，能够进行抑制了亮度不均、颜色不均的图像的显示。

在具体的方面，在光学部件的入射部设置有透光性反射层，在光学部件的射出部设置有偏振光反射层，偏振光反射层使第一偏振方向的影像光透过，将第二偏振方向的影像光朝向入射部反射。在该情况下，通过偏振光反射层，能够提高最初入射到该偏振光反射层的影像光的反射效率，能够提高接着入射到该偏振光反射层的影像光的透射效率，能够显示明亮的图像。

在具体的方面，光学部件的入射部具有朝向显示元件凸出的具有第一曲率的曲面，光学部件的射出部具有朝向显示元件凸出的具有第二曲率的曲面。入射部具有包含内表面反射在内的使影像光会聚的功能，射出部具有包含内表面反射在内的使影像光发散的功能，能够使光学部件整体具有对影像光进行准直的功能。

在具体的方面，入射部的第一曲率与射出部的第二曲率大致相等。在该情况下，容易抑制像面弯曲等各种像差。

在具体的方面，第二波长板相对于从显示元件延伸且通过光学部件的光轴垂直地延伸。在该情况下，第二波长板绕光轴对称地配置，能够使第二波长板的光学特性成为与功能对应的适当的特性。

在具体的方面，第二波长板与第一波长板平行地配置。即，第一波长板和第二波长板绕光轴对称地配置。

在具体的方面，具备与光学部件的射出部对置配置的偏振板，对第二偏振方向的影像光进行遮光。在该情况下，能够减少由偏振光反射层的制造精度引起的偏振光的泄漏，防止重影的产生。

在具体的方面，偏振板在从与假想平面垂直的方向观察时，比第一波长板大，比第二波长板小，该假想平面与从显示元件延伸并通过光学部件的光轴垂直。

在具体的方面，组合器具有反射第一偏振方向的影像光并透射第二偏振方向的影像光的偏振光反射层。在该情况下，能够减少由偏振光反射层的制造精度引起的偏振光的泄漏，防止重影的产生。

具体的方式中的头部佩戴型显示装置具备上述的光学模块和使显示元件进行显示动作的控制装置。

Claims (10)

1.一种光学模块，其具备：

显示元件，其射出第一偏振方向的影像光；

光学部件，其具有供从所述显示元件射出的所述影像光入射的入射部以及射出所述第一偏振方向的所述影像光的射出部；

第一波长板，其在所述影像光的光路中设置在所述显示元件与所述光学部件之间，使所述第一偏振方向的所述影像光成为圆偏振的所述影像光；以及

第二波长板，其为平板状，在所述光路中设置于所述光学部件的所述入射部与所述射出部之间，使从所述入射部入射的所述圆偏振光的所述影像光成为第二偏振方向的影像光，

所述光学部件将所述第二波长板夹在中间并与所述第二波长板构成为一体，

所述射出部朝向所述显示元件凸出，将所述第二偏振方向的所述影像光朝向所述入射部反射，

所述入射部朝向所述显示元件凸出，将由所述射出部反射的所述影像光朝向所述射出部反射，

所述第二波长板使由所述射出部反射的所述第二偏振方向的所述影像光成为所述圆偏振的所述影像光，使由所述入射部反射的所述影像光成为所述第一偏振方向的所述影像光。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其中，

在所述光学部件的所述入射部设置有透光性反射层，

在所述光学部件的所述射出部设置有偏振光反射层，

所述偏振光反射层使所述第一偏振方向的所述影像光透过，将所述第二偏振方向的所述影像光朝向所述入射部反射。

3.根据权利要求2所述的光学模块，其中，

所述光学部件的所述入射部具有朝向所述显示元件凸出的第一曲率，

所述光学部件的所述射出部具有朝向所述显示元件凸出的第二曲率。

4.根据权利要求2所述的光学模块，其中，

所述光学部件的所述入射部具有朝向所述显示元件凸出的第一曲率，

所述光学部件的所述射出部具有朝向所述显示元件凸出的所述第一曲率。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学模块，其中，

所述第二波长板相对于从所述显示元件通过所述光学部件的所述影像光的光轴垂直地设置。

6.根据权利要求5所述的光学模块，其中，

所述第二波长板与所述第一波长板平行地设置。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的光学模块，其中，

所述光学模块具备：

组合器，其对从所述光学部件射出的所述影像光进行反射；以及

偏振板，其在所述光路中设置在所述光学部件的所述射出部与所述组合器之间，

所述偏振板遮挡所述第二偏振方向的所述影像光。

8.根据权利要求7所述的光学模块，其中，

从与假想平面垂直的方向观察，所述偏振板大于所述第一波长板，且小于所述第二波长板，所述假想平面与从所述显示元件延伸且通过所述光学部件的光轴垂直。

9.根据权利要求7所述的光学模块，其中，

所述组合器具有反射所述第一偏振方向的所述影像光并使所述第二偏振方向的所述影像光透过的偏振光反射层。

10.一种头部佩戴型显示装置，其具备：

权利要求1至9中的任一项所述的光学模块；以及

控制装置，其使所述显示元件进行显示动作。