JP2019117237A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】表示ユニットと接眼レンズとを保持しながらコンパクト性が改善されたヘッドマウントディスプレイを実現する。【解決手段】ヘッドマウントディスプレイ（１）は、前方に向かって形成された表示面（７）に映像を表示する液晶表示ユニット（２）と、液晶表示ユニット（２）の下方に配置された接眼レンズ（１３）と、表示面（７）に表示された映像に基づく光を反射して接眼レンズ（１３）に導くミラーユニット（４）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、小型で装着可能なディスプレイに関し、特にヘッドマウントディスプレイに関する。

レンズアレイを使用して軽量なヘッドマウントディスプレイを得る方法が従来技術として知られている。

特許文献１は、ディスプレイを眼に投影するための二つのビームスプリッタのアプローチを開示している。このアプローチは、現実的応用が増大する視野角（ＦＯＶ、Field Of View）が制限される。

特許文献２は、トップダウン（又は、側方）装着マイクロディスプレイを眼に反射するための自由形状表面を有する単一プリズム要素を教示している。

特許文献３は、トップダウン装着ディスプレイからの光を反射する多数のディスプレイを有する多数のプリズム表面を開示している。

特許文献４は、パネルの光を特定の順番で反射／屈折させるプリズムを有するディスプレイを教示している。

特許文献５は、二つの映像パネルが一つの映像として結合される仮想ディスプレイ装置を開示している。

米国特許第8508851号明細書（2013年8月13日） 米国特許第9244277号明細書（2016年1月26日） 欧州特許出願公開第2565700号明細書（2013年3月6日） 国際公開第2016/118643号パンフレット（2016年7月28日） 米国特許第6008778号明細書（1999年12月28日）

軽量で視野角（ＦＯＶ）が広いヘッドマウントディスプレイが求められている。従来の仮想現実（ＶＲ、Virtual Reality）技術では、仮想映像の位置を決定するディスプレイが接眼レンズの前方に装着される。このため、ディスプレイと接眼レンズとを保持する保持機構が重く大型なヘッドセットになり、短い時間装着しても不快であった。寸法は、適正な倍率と仮想映像距離とを獲得する基本光学系により制限される。

ヘッドマウントディスプレイの寸法と重量とを低減するために、寸法を低減するための偏光反射アプローチが知られている。しかしながら、このアプローチは、ゴースト映像が形成される。

必要な拡大を改変する映像を重ねる多数の小さなレンズを使用する方法も知られている。しかしながら、このような構成は、解像度が低く、映像の重なりの視認性が損なわれる。

本発明の一態様は、表示ユニットと接眼レンズとを保持しながらコンパクト性が改善されたヘッドマウントディスプレイを実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るヘッドマウントディスプレイは、表示面に映像を表示する表示ユニットと、前記表示ユニットの表示面の法線方向から見た場合、前記表示ユニットと重ならずに前記表示ユニットの下方又は上方に配置された接眼レンズと、前記表示面に表示された映像に基づく光を反射して前記接眼レンズに導くミラーユニットとを備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、表示ユニットと接眼レンズとを保持しながらコンパクト性が改善されたヘッドマウントディスプレイを実現することができる。

比較例に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 ヘッドマウントディスプレイの視野角（ＦＯＶ）を説明するための模式図である。 実施形態１に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態２に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 迷光の問題を説明するための模式図である。 （ａ）実施形態２に係る他のヘッドマウントディスプレイの模式図であり、（ｂ）は実施形態２に係るさらに他のヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態３に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態４に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態５に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 （ａ）は実施形態６に係るヘッドマウントディスプレイの模式図であり、（ｂ）は（ａ）に示されるＡ部拡大図である。 実施形態７に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態７に係る他のヘッドマウントディスプレイの模式図である。 実施形態７に係るさらに他のヘッドマウントディスプレイの模式図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は比較例に係るヘッドマウントディスプレイの模式図である。比較例のヘッドマウントディスプレイの基本的な配置を図１は示している。この比較例のヘッドマウントディスプレイは、液晶表示ユニット２と、この液晶表示ユニット２に表示される映像を遠景に投影して良好な眺めを可能にする接眼レンズ３とを備える。液晶表示ユニット２は接眼レンズ３の前方に配置される。

図２はヘッドマウントディスプレイの視野角（ＦＯＶ）を説明するための模式図である。視野角（ＦＯＶ、Field Of View）とは、人が画像を見ることができる角度範囲のことを言う。ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ、Head Mount Display）においては、眼の回転角度によってその角度範囲は変化するが、一般的には眼が正面を向いた際に見える範囲、即ち、瞳に光が入ってくる範囲、を言う。図２に示す例では角度θがヘッドマウントディスプレイの視野角に相当する。液晶表示ユニット２に表示される映像に基づく光は接眼レンズ３により屈折されてヘッドマウントディスプレイの装着者の眼に入射する。視野角が広くなればなるほど、液晶表示ユニット２に表示される映像に対応する虚像１５が拡大され、良好な眺めが可能になる。

広い視野角を得て、眼から十分遠い距離に仮想映像を得るための十分な拡大を確実にするために、この比較例のヘッドマウントディスプレイのコンパクト化は制限される。また、液晶表示ユニット２が目から遠く離れるので、このヘッドマウントディスプレイは、落ちないように使用者の頭に結び付けなければならない。また、このヘッドマウントディスプレイの重心は使用者の前方の遠くにあるので、長い時間眺めていると使用者の顔と首が疲れてくる。

図３は実施形態１に係るヘッドマウントディスプレイ１の模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１は、前方に向かって形成された表示面７に映像を表示する液晶表示ユニット２（表示ユニット）と、液晶表示ユニット２の下方に配置された接眼レンズ３と、液晶表示ユニット２の表示面７に表示された映像に基づく光を反射して接眼レンズ３に導くミラーユニット４とを備える。

ここで、液晶表示ユニット２の下方とは、液晶表示ユニット２に対して図３の矢印Ｐにより示される側を意味し、液晶表示ユニット２の上方とは、液晶表示ユニット２に対して矢印Ｑにより示される側を意味する。ヘッドマウントディスプレイ１が使用者に装着されている場合には、液晶表示ユニット２の下方は、液晶表示ユニット２に対して重力の作用する方向側に概ね対応する。接眼レンズ３は、表示ユニット２の表示面７の法線Ｒに対応する方向から表示ユニット２を見た場合、表示ユニット２と重ならずに表示ユニット２の矢印Ｐにより示される側に配置される。

このミラーユニット４が、表示面７に表示された映像に基づく光を反射する第１ミラー５と、第１ミラー５により反射された光を接眼レンズ３に向けて反射する第２ミラー６とを含む。第１ミラー５と第２ミラー６とがＶ字形状に配置される。Ｖ字形状に配置する際に、ミラーは第１ミラー５と第２ミラー６との２枚で配置しても良いし、一体成形した１枚のミラーを配置しても良い。接眼レンズ３は、ヘッドマウントディスプレイ１を装着する使用者の眼の前に配置される。

接眼レンズ３は、第２ミラー６により反射された光に基づいて、表示ユニット２の表示面７に表示された映像を映し出すために設けられる。

このヘッドマウントディスプレイ１の重心は、使用者の頭の近くに配置される。このため、ヘッドマウントディスプレイ１の装着により使用者の頭と首に生じるトルクが軽減し、ヘッドマウントディスプレイ１が落ちないように頭に結び付けなければならない必要性も低減する。

液晶表示ユニット２に表示される映像に基づく光は第１ミラー５及び第２ミラー６の２枚のミラーにより反射されるので、接眼レンズ３に入射する光に基づく映像は左右反転しない。

接眼レンズ３は、液晶表示ユニット２の上方に配置されてもよい。

接眼レンズ３は、公知の曲面レンズであってもよいし、角度が付いた公知の構造的フレネルレンズであってもよいし、１枚以上のレンズを含む公知のレンズ構造を有してもよい。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図４は実施形態２に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ａは、第１ミラー５の表面に配置された四分の一波長板（ＱＷＰ、Quarter Wave Plate）８と、四分の一波長板８を通って第１ミラー５により反射された光を透過し、液晶表示ユニット２の表示面７から直接入射された光の透過を防止する偏光板９とを備える。

四分の一波長板８は、off axis動作のために最適化された単一の層から構成されていてもよいし、例えば二分の一波長板と二分の一波長板とのとの二つの層から構成されていてもよい。

偏光板９は、液晶表示ユニット２から直接入射する光を遮断するように方向付けられる。

液晶表示ユニット２は、スマートフォンであり得る。

接眼レンズ３は使用者の各眼に一つずつ設けられ、ヘッドマウントディスプレイ１Ａは２個の接眼レンズ３を備える。２個の接眼レンズ３の間に、クロストークを防止するためのシールド部材（図示せず）が設けられる。液晶表示ユニット２は、各眼のための両接眼レンズ３に共通に例えばスマートフォンが１個だけ設けられてもよい。そして、二つの別々の映像が単一の液晶表示ユニット２の表示面７に表示されてもよい。

図５は迷光の問題を説明するための模式図である。液晶表示ユニット２を接眼レンズ３の上方に配置し、第１ミラー５及び第２ミラー６を設けると、第１ミラー５及び第２ミラー６により反射されて接眼レンズ３に入射する光（図４に実線矢印で示す適正光路を通る光）の他に、液晶表示ユニット２から直接第２ミラー６に入射して反射されて接眼レンズ３に入射する光（図４に破線矢印で示す不適正光路を通る光）が発生する場合がある。

実施形態２の図４に示す構成によれば、液晶表示ユニット２から直接第２ミラー６に向かう光が発生しても、当該光は偏光板９により遮光され、接眼レンズ３に当該光が入射することが防止される。

図６（ａ）実施形態２に係る他のヘッドマウントディスプレイ１Ｂの模式図であり、（ｂ）は実施形態２に係るさらに他のヘッドマウントディスプレイ１Ｃの模式図である。

図４を参照して前述したヘッドマウントディスプレイ１Ａでは、偏光板９は第１ミラー５と第２ミラー６との間に第１ミラー５及び第２ミラー６から離れて配置されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図６（ａ）に示すようにヘッドマウントディスプレイ１Ｂでは、偏光板９が第２ミラー６の表面に配置されてもよい。そして、図６（ｂ）に示すようにヘッドマウントディスプレイ１Ｃでは、偏光板９が接眼レンズ３の第２ミラー６側の表面に配置されてもよい。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図７は実施形態３に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｄの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｄでは、二枚の四分の一波長板８（第１四分の一波長板、第２四分の一波長板）が第１ミラー５の表面と第２ミラー６の表面とにそれぞれ配置される。そして、偏光板９が接眼レンズ３の第２ミラー６側の表面に配置される。偏光板９は、第１ミラー５により反射されて、第２ミラー６の表面に配置された四分の一波長板８を通って第２ミラー６により反射された光を透過し、表示面７から直接第２ミラー６に入射されて第２ミラー６により反射された光の透過を防止する。

二枚の四分の一波長板８をこのような配置にすると、液晶表示ユニットからミラーユニット４により反射されて接眼レンズ３に向かう光の散乱が最小化される。

〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図８は実施形態４に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｅの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｅに設けられる表示ユニット２Ｅは、液晶表示ユニット以外の任意のタイプの表示ユニットである。例えば、表示ユニット２ＥはＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）を備えた表示ユニットであり得る。この表示ユニット２Ｅの表示面７に偏光板９が配置される。第１ミラー５と第２ミラー６との間に他の偏光板９が配置される。

第１ミラー５と第２ミラー６との間に配置された他の偏光板９は、四分の一波長板８を通って第１ミラー５により反射された光を透過し、表示面７に配置された偏光板９を通って表示面７から入射された光の透過を防止する。即ち、表示ユニット２Ｅの表示面７から偏光板９を通って直接第２ミラー６へ向う光は、第１ミラー５と第２ミラー６との間に配置された他の偏光板９により遮光される。

〔実施形態５〕
本発明の実施形態５について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図９は実施形態５に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｆの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｆでは、図９に示されるように、第１ミラー５と第２ミラー６との間に配置された偏光板９に収差レンズ１０が設けられる。この収差レンズ１０は、曲面レンズ、自由形状構造のレンズ、又は、フレネル構造のレンズであり得る。収差レンズ１０は、偏光板９に接着されてもよいし、偏光板９の上方又は下方に設けられてもよい。このように収差レンズ１０を設けることにより、色収差、歪曲収差が補正され、接眼レンズ３を通して視認される映像の歪みが最小化され、映像収差が低減される。

〔実施形態６〕
本発明の実施形態６について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１０（ａ）は実施形態６に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｇの模式図であり、（ｂ）は（ａ）に示されるＡ部拡大図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｇでは、第２ミラー６の表面にフレネル構造１１が形成される。このフレネル構造１１はプリズム状の形状が同心円状に形成される。このフレネル構造１１の形成により、ヘッドマウントディスプレイ１Ｇの視野角が改善される。このように視野角が広くなると、追加の歪が発生する。この歪は、収差レンズを使用することにより修正することができる。そして、接眼レンズ３の正のパワー（屈折力）において対応する増大が生じる。

〔実施形態７〕
本発明の実施形態７について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図１１は実施形態７に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｈの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｈでは、液晶表示ユニット２の表示面７を出射して第１ミラー５及び第２ミラー６により反射されて接眼レンズ３に向かう光を透過する透明屈折部材１２が設けられる。透明屈折部材１２は、液晶表示ユニット２と四分の一波長板８と偏光板９とによって囲まれる第１屈折部１３と、偏光板９と第２ミラー６と接眼レンズ３とによって囲まれる第２屈折部１４とを含む。この透明屈折部材１２は、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂（Polymethyl methacrylate））のような透明屈折材用により構成される。透明屈折部材１２の屈折率は空気よりも高い。

このような透明屈折部材１２を用いることで、同一視野角の設計であっても透明屈折部材１２中の光の通過領域は空気中の場合よりも一般的に小さくなる。これは高屈折率材料の方が、屈折角が小さくなることによる。これにより、同一サイズのヘッドマウントディスプレイで視野角を拡大する設計が可能となる。

第１屈折部１３は、液晶表示ユニット２と四分の一波長板８と偏光板９とによって囲まれる領域に適合する形状に形成することができる。第２屈折部１４は、偏光板９と第２ミラー６と接眼レンズ３とによって囲まれる領域に適合する形状に形成することができる。

第１屈折部１３は、液晶表示ユニット２に接着する態様に形成されてもよいし、液晶表示ユニット２から離れる態様に形成されてもよい。液晶表示ユニット２がヘッドマウントディスプレイ１Ｈから着脱可能なスマートフォンである場合は、第１屈折部１３が液晶表示ユニット２に接着される必要はない。

四分の一波長板８と偏光板９とは、透明屈折部材１２に接着されることが、ゴースト映像を低減する観点から好ましい。

光が通過する透明屈折部材１２の磨かれた表面に反射防止コーティングが形成されると、やはりゴースト映像が低減され、効率が改善される。

接眼レンズ３は、透明屈折部材１２の曲面形状の部分であってもよいし、透明屈折部材１２に接着される別の部材であってもよい。

図１２は実施形態７に係る他のヘッドマウントディスプレイ１Ｉの模式図である。図１１を参照して前述したヘッドマウントディスプレイ１Ｈでは偏光板９が透明屈折部材１２の第１屈折部１３と第２屈折部１４との間に配置されていた。しかしながら本発明はこれに限定されない。透明屈折部材１２Ｉを一体に構成し、偏光板９を接眼レンズ３と透明屈折部材１２Ｉとの間に配置してもよい。また、偏光板９は、接眼レンズ３に対して透明屈折部材１２Ｉと反対側に配置してもよい。

また、図１０で前述したフレネル構造１１を第２ミラー６に形成してもよいし、図７で前述したように２枚目の四分の一波長板８を第２ミラー６に形成してもよい。

図１３は実施形態７に係るさらに他のヘッドマウントディスプレイ１Ｊの模式図である。ヘッドマウントディスプレイ１Ｊでは、収差レンズ１０が偏光板９と第１屈折部１３との間に配置される。収差レンズ１０は第１屈折部１３に接着されてもよい。低い接着係数及びフレネル構造が使用されているか、又は、収差レンズ１０がブロックに対して著しく異なる屈折率を有していれば、両方のブロックに接着することが可能である。偏光板９は、第１屈折部１３と第２屈折部１４との間に配置されてもよいし、第１ミラー５の表面上又は第２ミラー６の表面上に配置されてもよいし、接眼レンズ３に設けられてもよい。偏光板９は、第１ミラー５と第２ミラー６との一方又は双方に四分の一波長板８とともに設けられてもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るヘッドマウントディスプレイ１・１Ａ〜１Ｊは、表示面７に映像を表示する表示ユニット（液晶表示ユニット２・表示ユニット２Ｅ）と、前記表示ユニット（液晶表示ユニット２・表示ユニット２Ｅ）の表示面７の法線方向から見た場合、前記表示ユニット（液晶表示ユニット２・表示ユニット２Ｅ）と重ならずに前記表示ユニット（液晶表示ユニット２・表示ユニット２Ｅ）の下方又は上方に配置された接眼レンズ３と、前記表示面７に表示された映像に基づく光を反射して前記接眼レンズ３に導くミラーユニット４とを備えている。

上記の構成によれば、表示ユニットの表示面に表示された映像に基づく光がミラーユニットにより反射されて、表示ユニットの下方又は上方に配置された接眼レンズに導かれる。このため、表示ユニットと接眼レンズとを保持しながらコンパクト性が改善されたヘッドマウントディスプレイを実現することができる。

本発明の態様２に係るヘッドマウントディスプレイ１・１Ａ〜１Ｊは、上記態様１において、前記ミラーユニット４が、前記映像に基づく光を反射する第１ミラー５と、前記第１ミラー５により反射された光を前記接眼レンズ３に向けて反射する第２ミラー６とを含み、前記第１ミラー５と前記第２ミラー６とがＶ字形状に配置されてもよい。

上記の構成によれば、第１ミラーと第２ミラー（６）とがＶ字形状に配置されることにより、ヘッドマウントディスプレイのコンパクト性がより一層改善される。

本発明の態様３に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａ〜１Ｄ・１Ｆ〜１Ｊは、上記態様２において、前記表示ユニットが液晶表示ユニット２であり、前記第１ミラー５の表面に配置された四分の一波長板８と、前記四分の一波長板８を通って前記第１ミラー５により反射された光を透過し、前記表示面７から直接入射された光の透過を防止する偏光板９とをさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、接眼レンズへの迷光の入射を防止することができる。

本発明の態様４に係るヘッドマウントディスプレイ１Ａ〜１Ｄ・１Ｆ〜１Ｊは、上記態様３において、前記偏光板９が、前記第１ミラー５と前記第２ミラー６との間と、前記第２ミラー６の表面と、前記接眼レンズ３との何れかに配置されてもよい。

上記の構成によれば、接眼レンズへの迷光の入射を防止することができる。

本発明の態様５に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｄは、上記態様２において、前記表示ユニットが液晶表示ユニット２であり、前記第１ミラー５の表面に配置された第１四分の一波長板（四分の一波長板８）と、前記第２ミラー６の表面に配置された第２四分の一波長板（四分の一波長板８）と、前記第２四分の一波長板（四分の一波長板８）を通って前記第２ミラー６により反射された光を透過し、前記表示面７から直接前記第２ミラー６に入射されて前記第２ミラー６により反射された光の透過を防止するために前記接眼レンズ３に配置された偏光板９とをさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、二枚の四分の一波長板の配置により、表示面から第１ミラー、第２ミラーを介して接眼レンズへ向う光の散乱が最小化される。

本発明の態様６に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｅは、上記態様２において、前記表示ユニット２Ｅの表示面７に配置された第１偏光板（偏光板９）と、前記第１ミラー５の表面に配置された四分の一波長板８と、前記四分の一波長板８を通って前記第１ミラー５により反射された光を透過し、前記表示面７から前記第１偏光板（偏光板９）を通って入射された光の透過を防止する第２偏光板（偏光板９）とをさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、例えばＯＬＥＤを備えた表示ユニットのような液晶表示ユニット以外の任意のタイプの表示ユニットに本発明を適用することができる。

本発明の態様７に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｆは、上記態様２において、前記第１ミラー５と前記第２ミラー６との間に配置された収差レンズ１０をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、収差レンズを設けることで、接眼レンズを通して視認される映像の歪みが最小化され、映像収差が低減される。

本発明の態様８に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｇは、上記態様３において、前記第２ミラー６の表面にフレネル構造１１が形成されてもよい。

上記の構成によれば、ヘッドマウントディスプレイの視野角が改善される。

本発明の態様９に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｈ・１Ｉ・１Ｊは、上記態様３において、前記表示面７を出射して前記第１及び第２ミラー５・６により反射されて前記接眼レンズ３に向かう光を透過する透明屈折部材１２をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、ヘッドマウントディスプレイの視野角が改善されるとともに、接眼レンズを通して視認されるゴースト映像が低減される。

本発明の態様１０に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｈ・１Ｊは、上記態様９において、前記偏光板９が、前記第１ミラー５と前記第２ミラー６との間に配置され、前記透明屈折部材１２が、前記第１ミラー５と前記偏光板９との間に配置される第１屈折部１３と、前記第２ミラー６と前記偏光板９との間に配置される第２屈折部１４とを含んでもよい。

上記の構成によれば、第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置される偏光板が、接眼レンズへの迷光の入射を防止する。

本発明の態様１１に係るヘッドマウントディスプレイ１Ｊは、上記態様１０において、前記第１屈折部１３と前記第２屈折部１４との間に配置された収差レンズ１０をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、収差レンズを設けることで、接眼レンズを通して視認される映像の歪みが最小化され、映像収差が低減される。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ ヘッドマウントディスプレイ
２ 液晶表示ユニット（表示ユニット）
３ 接眼レンズ
４ ミラーユニット
５ 第１ミラー（ミラーユニット）
６ 第２ミラー（ミラーユニット）
７ 表示面
８ 四分の一波長板（第１四分の一波長板、第２四分の一波長板）
９ 偏光板（第１偏光板、第２偏光板）
１０ 収差レンズ
１１ フレネル構造
１２ 透明屈折部材
１３ 第１屈折部
１４ 第２屈折部

Claims (11)

1. 表示面に映像を表示する表示ユニットと、
   前記表示ユニットの表示面の法線方向から見た場合、前記表示ユニットと重ならずに前記表示ユニットの下方又は上方に配置された接眼レンズと、
   前記表示面に表示された映像に基づく光を反射して前記接眼レンズに導くミラーユニットとを備えたことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 前記ミラーユニットが、前記映像に基づく光を反射する第１ミラーと、
   前記第１ミラーにより反射された光を前記接眼レンズに向けて反射する第２ミラーとを含み、
   前記第１ミラーと前記第２ミラーとがＶ字形状に配置される請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
3. 前記表示ユニットが液晶表示ユニットであり、
   前記第１ミラーの表面に配置された四分の一波長板と、
   前記四分の一波長板を通って前記第１ミラーにより反射された光を透過し、前記表示面から直接入射された光の透過を防止する偏光板とをさらに備える請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
4. 前記偏光板が、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間と、前記第２ミラーの表面と、前記接眼レンズとの何れかに配置される請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
5. 前記表示ユニットが液晶表示ユニットであり、
   前記第１ミラーの表面に配置された第１四分の一波長板と、
   前記第２ミラーの表面に配置された第２四分の一波長板と、
   前記第２四分の一波長板を通って前記第２ミラーにより反射された光を透過し、前記表示面から直接前記第２ミラーに入射されて前記第２ミラーにより反射された光の透過を防止するために前記接眼レンズに配置された偏光板とをさらに備える請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
6. 前記表示ユニットの表示面に配置された第１偏光板と、
   前記第１ミラーの表面に配置された四分の一波長板と、
   前記四分の一波長板を通って前記第１ミラーにより反射された光を透過し、前記表示面から前記第１偏光板を通って入射された光の透過を防止する第２偏光板とをさらに備える請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
7. 前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置された収差レンズをさらに備える
   請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
8. 前記第２ミラーの表面にフレネル構造が形成される請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
9. 前記表示面を出射して前記第１及び第２ミラーにより反射されて前記接眼レンズに向かう光を透過する透明屈折部材をさらに備える請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
10. 前記偏光板が、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置され、
    前記透明屈折部材が、前記第１ミラーと前記偏光板との間に配置される第１屈折部と、
    前記第２ミラーと前記偏光板との間に配置される第２屈折部とを含む請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
11. 前記第１屈折部と前記第２屈折部との間に配置された収差レンズをさらに備える
    請求項１０に記載のヘッドマウントディスプレイ。

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