JP2019139094A - ウエアラブル画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図9は、この発明にかかるウエアラブル画像表示装置の実施形態を示す。以下、この実施形態にかかるウエアラブル画像表示装置の構成について説明する。図中、符号1は、この実施形態にかかるウエアラブル画像表示装置である。
ウエアラブル画像表示装置1は、図1〜図8に示すように、画像光出力部2と、画像光伝達部3と、画像光出射部4と、装着部5と、を備える。
画像光出力部2は、図4〜図7に示すように、光(制御光L1)を媒体とし画像(図示せず)を画像光L2として出力する。画像光出力部2は、光源20と、光制御部品21と、反射型画像変調デバイス22と、を有する。
画像光伝達部3は、図1〜図9に示すように、画像光出力部2から出力された画像光L2を伝達する。画像光伝達部3は、偏光ビームスプリッタ30と、光反射部品31と、1/4λ波長板(1/4波長板あるいはλ/4波長板)32と、中継光学体33と、導光板34と、を有する。
画像光出射部4は、図8、図9に示すように、画像光伝達部3から伝達された画像光L2を外に出射させる。画像光出射部4は、導光板34中に配置されていて、導光板34中を導かれた画像光L2を外に出射させる複数枚のハーフミラー(以下、画像光出射部をハーフミラーと称す)からなる。
複数枚のハーフミラー4は、面に入射する入射角に依存せず、同じ反射率である。すなわち、ある1枚のハーフミラー4の面(一面400および他面401)に対して、画像光L2の入射角に関係なく反射光L4、L5の反射率(透過光L6、L7の透過率)が同じということである。例えば、図9(A)に示すように、画像光L2がある1枚のハーフミラー4の一面400において反射した反射光L4の反射率と、画像光L2が同じある1枚のハーフミラー4の他面401において反射した反射光L5の反射率とが同一である。
装着部5は、図1〜図3に示すように、この例では、使用者の顔面に装着するメガネ型をなす。装着部5は、フロント部分50と、左右のテンプル部分51、51とからなる。左右のテンプル部分51、51は、フロント部分50の左右両端に、左右のヒンジ52、52を介して、折り畳み可能に取り付けられている。フロント部分50の中央の下部には、ノーズパッド53が設けられている。
画像源側部分6は、図4〜図7に示すように、光源20、光制御部品21、反射型画像変調デバイス22、光反射部品31および1/4λ波長板32からユニット構造に構成されている。画像源側部分6は、取付部材60を有する。
画像表示側部分7は、図4〜図7に示すように、偏光ビームスプリッタ30、中継光学体33、導光板34および複数枚のハーフミラー4からユニット構造に構成されている。画像表示側部分7は、偏光ビームスプリッタ30と中継光学体33とが相互に固定されていて、中継光学体33と導光板34とが相互に固定されている。
n1>n2=n3………(1)
ユニット構造の画像源側部分6とユニット構造の画像表示側部分7とを着脱可能に取り付ける取付構造は、画像源側部分6の取付部材60と、画像表示側部分7のカバーとに設けられている。取付構造としては、例えば、凹凸の弾性嵌合構造、ねじ止め構造、別個の止めねじを使用した構造などがある。なお、画像表示側部分7の取付構造は、カバーではなく、偏光ビームスプリッタ30、中継光学体33、導光板34のうち少なくともいずれか1つに設けたり、あるいは、装着部5に設けたりしても良い。
この実施形態にかかるウエアラブル画像表示装置1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
この実施形態にかかるウエアラブル画像表示装置1は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
d=T1+T2+T3………(2)
D=T1×1+T2×n1+T3×1………(3)
図10は、導光板中の複数枚のハーフミラーの配置の変形例を示す説明図である。以下、導光板中の複数枚のハーフミラーの配置の変形例について説明する。
なお、前記の実施形態においては、使用者の顔面に着脱可能に装着するメガネ型の装着部5を使用する。しかしながら、この発明においては、装着部として、メガネ型以外の装着部であっても良い。例えば、使用者の両側の目に対応するのではなく片側の目に対応する装着部、また、ゴーグルのような装着部であっても良い。
2 画像光出力部
20 光源
200 基板
201 LED
21 光制御部品
210 反射シート筒
211 第1拡散シート
212 第2拡散シート
213 プリズムシート
214 ワイヤグリッドフィルム
215 偏光板
22 反射型画像変調デバイス
3 画像光伝達部
30 偏光ビームスプリッタ
300 直角プリズム
301 ワイヤグリッドフィルム
31 光反射部品
310 反射面
311 レンズ
32 1/4λ波長板
33 中継光学体
34 導光板
340 表面
341 裏面
4、41、42、43、44、45 画像光出射部、ハーフミラー
400 一面
401 他面
5 装着部
50 フロント部分
51、51 テンプル部分
52、52 ヒンジ
53 ノーズパッド
6 画像源側部分
60 取付部材
61 空間
62 開口部
7 画像表示側部分
d 距離
D 光路長
E 目
L1 制御光
L2 画像光
L3 背景光
L4、L5、L8 反射光
L6、L7、L9 透過光
L12、L23、L34、L45 線分
n1、n2、n3 屈折率
T1、T3 距離
T2 幅
Z 法線
Claims (7)
- 画像を画像光として出力する画像光出力部と、
前記画像光出力部から出力された前記画像光を伝達する画像光伝達部と、
前記画像光伝達部から伝達された前記画像光を外に出射させる画像光出射部と、
を備え、
前記画像光出力部および前記画像光伝達部の一部は、画像源側部分を構成し、
前記画像光伝達部の残りおよび前記画像光出射部は、画像表示側部分を構成し、
前記画像源側部分と前記画像表示側部分とは、それぞれ別個にユニット構造に分かれている、
ことを特徴とするウエアラブル画像表示装置。 - 使用者の顔面に装着する装着部を備え、
前記画像表示側部分は、前記装着部に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のウエアラブル画像表示装置。 - 前記画像光出力部は、
光源と、
前記光源からの光を制御して制御光とする光制御部品と、
前記制御光を反射させて前記画像光を出力する反射型画像変調デバイスと、
を有し、
前記画像光伝達部は、
前記光制御部品からの前記制御光を前記反射型画像変調デバイス側に反射させる偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを透過した前記反射型画像変調デバイスからの前記画像光を前記偏光ビームスプリッタ側に反射させる光反射部品と、
前記偏光ビームスプリッタと前記光反射部品との間に配置された1/4λ波長板と、
前記偏光ビームスプリッタを透過し、前記1/4λ波長板を透過し、前記光反射部品で反射され、前記1/4λ波長板を再度透過し、かつ、前記偏光ビームスプリッタで反射された前記反射型画像変調デバイスからの前記画像光を中継する中継光学体と、
前記中継光学体から中継された前記画像光を前記画像光出射部に導く導光板と、
を有し、
前記画像光出射部は、
前記導光板中に配置されていて、前記導光板中を導かれた前記画像光を外に出射させる複数枚のハーフミラーを有し、
前記画像源側部分は、前記光源、前記光制御部品、前記反射型画像変調デバイス、前記光反射部品および前記1/4λ波長板からユニット構造に構成されていて、
前記画像表示側部分は、前記偏光ビームスプリッタ、前記中継光学体、前記導光板および複数枚の前記ハーフミラーからユニット構造に構成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のウエアラブル画像表示装置。 - 前記画像源側部分は、取付部材を有し、
前記取付部材には、前記反射型画像変調デバイスと前記光反射部品および前記1/4λ波長板とが、空間を挟んで相互に対向してそれぞれ取り付けられていて、
前記取付部材には、前記光源および前記光制御部品が、前記反射型画像変調デバイスと前記光反射部品および前記1/4λ波長板との対向方向に対して交差する方向においてそれぞれ取り付けられていて、
前記取付部材のうち、前記光源および前記光制御部品に前記空間を挟んで対向する部分には、開口部が設けられていて、
前記開口部は、前記偏光ビームスプリッタが前記空間中に出し入れ可能に収納されるように、前記空間に連通している、
ことを特徴とする請求項3に記載のウエアラブル画像表示装置。 - 前記画像表示側部分は、前記偏光ビームスプリッタと前記中継光学体とが相互に固定されていて、前記中継光学体と前記導光板とが相互に固定されていて、
前記偏光ビームスプリッタの屈折率は、前記中継光学体の屈折率および前記導光板の屈折率よりも大である、
ことを特徴とする請求項3に記載のウエアラブル画像表示装置。 - 複数枚の前記ハーフミラーは、面に入射する入射角に依存せず、同じ反射率である、
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のウエアラブル画像表示装置。 - 複数枚のハーフミラーが配置されている導光板を備えるウエアラブル画像表示装置において、
複数枚の前記ハーフミラーは、面に入射する入射角に依存せず、同じ反射率である、
ことを特徴とするウエアラブル画像表示装置。
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