ヘッドマウントディスプレイ
【課題】表示画像を視認する場合でも外界の背景の視認性をできるだけ確保しつつ、画像信号に応じた表示画像を視認し易くすることが可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を提供する。
【解決手段】ＨＭＤ１の使用者の前方には液晶ディスプレイ７１と外界の風景とが位置している。液晶装置１０１は第一画像光６２を出射する。ハーフミラー８は、第一画像光６２の一部を第一方向側に反射し、使用者の眼８３に入射させる。液晶ディスプレイ７１は所定の偏光角を有する第二画像光６３を出射する。所定の偏光角を有する第二画像光６３は、第一偏光板６０に遮光される。使用者は液晶ディスプレイ７１を黒色として視認する。使用者は黒く視認される液晶ディスプレイ７１に第一画像光６２に基づく画像を重ねて視認できる。外界の背景は第一偏光板６０を透過し、使用者に視認される。
【解決手段】ＨＭＤ１の使用者の前方には液晶ディスプレイ７１と外界の風景とが位置している。液晶装置１０１は第一画像光６２を出射する。ハーフミラー８は、第一画像光６２の一部を第一方向側に反射し、使用者の眼８３に入射させる。液晶ディスプレイ７１は所定の偏光角を有する第二画像光６３を出射する。所定の偏光角を有する第二画像光６３は、第一偏光板６０に遮光される。使用者は液晶ディスプレイ７１を黒色として視認する。使用者は黒く視認される液晶ディスプレイ７１に第一画像光６２に基づく画像を重ねて視認できる。外界の背景は第一偏光板６０を透過し、使用者に視認される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の頭部に配置され、使用者に画像信号に応じた表示画像を外界の背景と重ねて視認させるヘッドマウントディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の頭部に配置され、使用者に画像信号に応じた表示画像を外界の背景と重ねて視認させる（このような機能をシースルーと呼ぶ）シースルー型ヘッドマウントディスプレイが知られている。例えば、特許文献１に記載のシースルー型ヘッドマウント型の画像表示装置は、ハーフミラーとバイザー型のシャッターとを備えている。画像表示装置からの画像光は、ハーフミラーにより反射されて使用者の眼に入射する。これによって、使用者は、画像を視認することができる。この場合のシャッターは、回動板と、光を遮断する遮断板とを備えており、使用者は、回動板を回動させることでシャッターを回動させ、ハーフミラーの前方の視界を開放する場合と、遮断板でハーフミラーの前方の視界を遮断する場合とを切り替えることができる。使用者は、シャッターを回動させ、ハーフミラーの前方の視界を開放した場合、画像表示装置からの画像と前方の背景とが重なった合成像を視認できるが、ハーフミラーの前方の視界を遮断板で遮断した場合、前方の背景を視認できないことになる。
【０００３】
言い換えれば、特許文献１に記載の画像表示装置のようにハーフミラーの前方の視界を遮断すれば、画像表示装置からの画像は、背景と重ならないため、視界を遮断しない場合に比べて、画像表示装置からの画像を視認し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置において、ハーフミラー前方の視界を遮断した場合、遮断板の位置する範囲の全ての視界が遮断される。このため、画像表示装置からの画像を視認し易くなるものの、シースルー型のヘッドマウントディスプレイの特徴でもある外界の背景の視認が、し難くなるという問題点があった。このため、例えば、表示画像を視認しつつ移動することが難しくなる虞があった。
【０００６】
近年、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）の画面の表示や、プレゼンテーション用ディスプレイ、機器の操作用ディスプレイなどとして液晶ディスプレイが家庭や職場に多用され、公共の場所でもディジタルサイネージとして大型の液晶ディスプレイが用いられている。このような状況の中で、ＰＣの画像を液晶ディスプレイに表示している状況で、そのＰＣの操作を補助する目的でＨＭＤを利用したり、全く関係なく別途ＨＭＤを利用する場合など、外部の液晶ディスプレイが利用されている環境で、ＨＭＤで画像を視聴する場合も増えてきている。しかし、この場合も、同様にシースルーでＨＭＤの画面とこれらのディスプレイの画面が重なると文字や画像など類似の表示内容が重なってしまうのでＨＭＤの画面の内容を非常に視認し難くなる。しかしながら、この場合、背景の画像として入射する光の偏光特性が、液晶ディスプレイでは所定の偏光角に限定されているが、その他の通常の背景画像の光は特に偏光特性が限定されていない点が着目される。
【０００７】
本発明の目的は、上述した、背景の画像として入射する外部の液晶ディスプレイからの光が所定の偏光特性しか有していない点に着目して、表示画像を視認する場合でも外界の背景の視認性をできるだけ確保しつつ、画像信号に応じた表示画像を視認し易くすることが可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るヘッドマウンドディスプレイは、使用者の頭部に配置されるヘッドマウントディスプレイであって、第一画像光を出射する画像光出射手段と、前記画像光出射手段によって出射された前記第一画像光の一部を第一方向に反射して使用者の眼に入射させるとともに、前記第一画像光の残りの部分を透過させる板状のビームスプリッタと、前記第一方向の反対方向である第二方向側から入射する所定の偏光角を有する第二画像光が、前記第一画像光を使用者に視認させる前記第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するよう設けられており、前記所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する遮光手段とを備えている。
【０００９】
この場合、ビームスプリッタの第一方向側には使用者の眼が位置し、ビームスプリッタの第二方向側には使用者から見た外界の背景が位置する。また、使用者が外界を見る場合には、使用者の視線の方向には、ビームスプリッタと偏光手段とが存在する。使用者は、ビームスプリッタによって反射された第一画像光に基づく画像を視認することができる。また、遮光手段は、所定の偏光角である第二画像光が第一画像光を使用者に視認させる第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するように設けられている。また、遮光手段は、第二画像光の偏光角と同一の所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する。このため、第二画像光は、遮光手段によって遮光される。よって、使用者には、第二画像光に基づく画像が表示される表示面が黒く見える。ここで、使用者が第二画像光に基づく画像が表示される表示面の方向を向いた場合、第一画像光に基づく画像が、黒く視認される表示面に重なる。よって、第一画像光に基づく画像と外界の背景とが重ならず、画像を視認し易くなる。また、第二画像光以外の背景の光には、前記所定の偏光角以外の光も含まれているため、背景の光のうち前記所定の偏光角以外の光は遮光手段とビームスプリッタとを第一方向に透過し、使用者の眼に到達する。このため、外界の背景の視認性を確保することができる。つまり、ヘッドマウントディスプレイは、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光に基づく画像を視認し易くすることが可能である。
【００１０】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する第一偏光板であり、前記第一偏光板は、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置にあってもよい。
【００１１】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に着脱可能であってもよい。
【００１２】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に向かって進退可能に設けられてもよい。
【００１３】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一偏光板の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であってもよい。
【００１４】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一偏光板の一方の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態と、前記第一偏光板の他の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態とで、表裏反転可能であってもよい。
【００１５】
前記ヘッドマウントディスプレイは、前記第一偏光板と前記ビームスプリッタとの間、又は前記第一偏光板の前記第二方向側に設けられ、前記第一偏光板が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板を備えてもよい。
【００１６】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を反射することで前記第二画像光を遮光する偏光特性を有するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）であり、前記ビームスプリッタは、前記ＰＢＳの第二方向側、又は、前記ＰＢＳの板面を外側に延ばした方向における前記ＰＢＳの周囲に設けられていてもよい。
【００１７】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記ビームスプリッタの前記第一方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置にあってもよい。
【００１８】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に向かって進退可能に設けられていてもよい。
【００１９】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に着脱可能であってもよい。
【００２０】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に、前記ＰＢＳとは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＨＭＤ１の正面図である。
【図２】ＨＭＤ１の平面図である。
【図３】第一偏光板６０が第一遮光位置に進出した状態を示す図である。
【図４】第一偏光板６０が第一遮光位置から退出した状態を示す図である。
【図５】図２に示すＨＭＤ１のＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図６】外界の風景と、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３に基づく画像７２を示す図である。
【図７】液晶装置１０１から出射される第一画像光６２に基づく画像７６を示す図である。
【図８】使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いた場合において、第二画像光６３に基づく画像７２と第一画像光６２に基づく画像７６とが重なった状態を示す図である。
【図９】使用者が時計７４の近辺の方向を向いた場合において、風景に含まれる時計７４と画像７６とが重なった状態を示す図である。
【図１０】第二画像光６３が遮光された状態で、使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いた場合を示す図である。
【図１１】第一偏光板６０が第一遮光位置に進出した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１２】第一偏光板６０が第一遮光位置から退出した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１３】図１１と同一の位置にある第一偏光板６０を表裏反転してＨＭＤ１に取り付けた状態を示す図である。
【図１４】回転可能に構成された第一偏光板６０１とハーフミラー８とを示す正面図である。
【図１５】第二偏光板６７を追加した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１６】ＰＢＳ４０が第二遮光位置に進出した状態を示す図である。
【図１７】ＰＢＳ４０が第二遮光位置から退出した状態を示す図である。
【図１８】第三偏光板６８を追加した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１９】ＰＢＳ４０の周囲にハーフミラー８を設けた状態を示す、変形例に係る図である。
【図２０】ＰＢＳ４０の周囲にハーフミラー８を設けた状態を示す、変形例に係る正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、以後はＨＭＤとする）１について、図面を参照して説明する。以下説明において、図１の紙面手前方向、奥行き方向、左方向、右方向、上方向、下方向が、夫々、ＨＭＤ１の前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向である。
【００２３】
ＨＭＤ１の概要について説明する。図１に示すように、本実施形態では、使用者の両眼に対応した２つのＨＭＤ１が設けられている。２つのＨＭＤ１は略同一の構成をしている。ＨＭＤ１の表示形式は光学透過型である。使用者の眼前の景色の光は、ハーフミラー８（図１参照、後述）を透過することによって使用者の眼に直接導かれる。ＨＭＤ１の投影形式は虚像投影型である。ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１（図５参照、後述）から出射された画像の光である第一画像光６２（図３参照）は、ハーフミラー８に反射されることによって使用者の眼に導かれる。これによってＨＭＤ１は、眼前の景色に、液晶装置１０１の画像を重ねて使用者に認識させることができる。一般的に、液晶方式のディスプレイは、偏光板を備えており、当該偏光板を介して光が出射される。よって、当該液晶方式のディスプレイから出力される光（液晶装置１０１から出射される第一画像光６２、及び液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３）は、所定の偏光角を有する。なお、本実施形態では、第一画像光６２（図３参照）と第二画像光６３（図３参照）とは、それぞれ異なる偏光角であるとするが、同一の偏光角であってもよい。
【００２４】
図１および図２に示すように、ＨＭＤ１は筐体２を備える。筐体２は、眼鏡型フレーム９１に着脱可能に取り付けられる。眼鏡型フレーム９１は使用者の頭部に装着される。これによって、ＨＭＤ１は、使用者の頭部に配置される。眼鏡型フレーム９１は、左フレーム部９２（図２参照）、右フレーム部９３（図２参照）、中央フレーム部９４、およびＨＭＤ支持部９６を備える。左フレーム部９２は使用者の左耳に掛けられる。右フレーム部９３は使用者の右耳に掛けられる。中央フレーム部９４は、左フレーム部９２の前端部と、右フレーム部９３の前端部との間に設けられている。中央フレーム部９４は、長手方向中央部から右側且つ下側に、眼鏡レンズ８１を備えている。中央フレーム部９４は、長手方向中央部から左側且つ下側に、眼鏡レンズ８２を備えている。眼鏡レンズ８１、８２は、ディオプトリ値が「０」の透明な平板である。眼鏡レンズ８１、８２は、筐体２に衝撃が加わった際に、筐体２が使用者の顔へ接触することを防止するために設けられる。勿論、使用者の視力に合わせて、眼鏡レンズ８１、８２が所定のディオプトリ値を有してもよい。中央フレーム部９４は、長手方向中央部に一対の鼻当て部９５を備えている。ＨＭＤ支持部９６は、中央フレーム部９４の左右の両端部に設けられている。ＨＭＤ支持部９６は下方延出部９８（図１参照）を備えている。下方延出部９８は上下方向に延びている。
【００２５】
筐体２の面のうち眼鏡型フレーム９１に対向する面に、被保持部（図示略）が設けられている。被保持部は、上下方向に沿ったＵ字溝を備える。Ｕ字溝には下方延出部９８が嵌められる。Ｕ字溝の底部には摩擦部材が設けられているため、ＨＭＤ１の上下方向の位置決めが可能となる。
【００２６】
ＨＭＤ１の筐体２について説明する。左右のＨＭＤ１は略同一の構成をしているので、以下の説明では、使用者の左眼の眼前に装着されるＨＭＤ１（図２の紙面右側のＨＭＤ１）を中心に説明する。筐体２は四角筒状である。図１に示すように、筐体２は、左右略中央から右端までの部分が上下方向に突出している。筐体２の材料は樹脂である。筐体２は、その左部に、ハーフミラー８及び第一偏光板６０（図４及び図３参照）を支持する支持部５を備えている。
【００２７】
支持部５は上下一対の挟み板６，７（図１参照）を備えている。挟み板６，７はハーフミラー８を上下方向から保持する。ハーフミラー８は、挟み板６，７によって保持されている部分を軸として揺動可能である。使用者は、眼の位置に応じてハーフミラー８の角度を調整することができる。ハーフミラー８は、ビームスプリッタの一種である。本実施形態では、一例として、ハーフミラー８は、ハーフミラー８に到達した光の５０％を反射し、５０％を透過させる特性を有するとする。以下の説明では、第一画像光６２がハーフミラー８に反射されて使用者の眼８３に入射する方向を「第一方向」という（図３参照）。本実施形態の場合、第一方向は後方向である（図３参照）。なお、図３では、ハーフミラー８と液晶装置１０１との間の接眼光学系１０２（図５参照）などの部材は省略している（図４、図１１〜図１３、図１５〜図１９も同様）。
【００２８】
支持部５は、第一偏光板６０を備えている。第一偏光板６０は、外部の液晶ディスプレイ７１（図３参照）から出射される第二画像光６３の偏光角の光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する。
【００２９】
第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置して第二画像光６３が第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置（図３参照）に向かって進退可能である。なお、本実施形態の場合、表示領域は、ハーフミラー８の第一方向側の面である。本実施形態では、第一偏光板６０は、左右方向にスライド移動することによって、第一遮光位置（図３参照）に向かって進退する。支持部５の上面の前端部には、第一偏光板６０のスライド移動の範囲に対応する、左右方向に長い開口部が設けられている。開口部５０には、第一偏光板６０から上方に円柱状に突出する透明な円柱部材５１が挿入されている。円柱部材５１は、支持部５の上面より上側に突出している。使用者は、円柱部材５１を開口部５０に沿って左右方向に移動させることで、第一偏光板６０を左右方向にスライド移動させる。
【００３０】
図３に示すように、第一偏光板６０が右側に移動することで第一遮光位置に進出すると、第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置する。この場合、第一偏光板６０は、外部の液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３が第一方向側に透過することを防止する。よって、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画面が黒色に見える（図１０参照）。
【００３１】
図４に示すように、第一偏光板６０が左側に移動することで第一遮光位置から退出すると、第一偏光板６０は、筐体２の内部に位置する。この場合、ハーフミラー８の第二方向側には、第一偏光板６０が存在しない。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１に表示された花の画像７２を視認することができる（図８参照）。
【００３２】
図５を参照し、筐体２の内部構成について説明する。筐体２の内部の左右方向中央部には、投影ユニット１０が格納されている。投影ユニット１０の左方には、投影ユニット１０を電気的に制御する制御基板２０が格納されている。
【００３３】
投影ユニット１０について説明する。投影ユニット１０は、右側から左側に向かって順に、レンズホルダ１５、液晶ホルダ１７、および液晶装置１０１を備えている。レンズホルダ１５は左右方向に延びる略筒状の部材である。レンズホルダ１５は、筒状内部の左右略中央から右側部分に接眼光学系１０２を保持する。レンズホルダ１５の左右略中央から左側部分は空洞になっている。接眼光学系１０２は、複数のレンズ１１１を備えている。複数のレンズ１１１の光軸は、筒状内部の中心を左右方向に延びる軸線上に配置されている。複数のレンズ１１１は左右方向に並べられ、レンズホルダ１５に固定されている。
【００３４】
液晶ホルダ１７は、筒状の周壁部１７１を備えている。周壁部１７１の左端に、開口を閉塞する左壁部１７２が設けられている。左壁部１７２の中心に、開口窓１７３が設けられている。左壁部１７２の右面に液晶装置１０１が保持されている。液晶装置１０１は、左面の中心部分に液晶表示部を備えている。液晶装置１０１には、使用者の眼前の景色に重ねる画像が表示される。すなわち、液晶装置１０１は、第一画像光６２を出射する。ハーフミラー８は、使用者の眼８３の正面に配置される（図３参照）。
【００３５】
液晶装置１０１から出射された第一画像光６２は、開口窓１７３を右側に通過し、レンズホルダ１５の筒状内部を右方向に向かって進み、複数のレンズ１１１を通過してハーフミラー８に到達する。ハーフミラー８は、第一画像光６２の一部（５０％の光）を第一方向（後方）に向けて反射する。反射した第一画像光６２は、眼鏡レンズ８２（図２参照）を前方から後方に向けて透過し、使用者の眼８３に到達し、使用者の眼８３の網膜上に結像する（図３参照）。また、第一画像光６２の残りの部分（残り５０％の光）は、第一方向と直交する方向のうち、右方向に、ハーフミラー８を透過する。
【００３６】
使用者の眼前の景色の光の一部（５０％の光）は、ハーフミラー８を前方から後方に向けて（第一方向に向けて）透過する。ハーフミラー８を透過した景色の光は、さらに眼鏡レンズ８２を透過し、使用者の眼８３に到達する。眼８３に到達した光は、網膜上に結像する。これによって使用者は、ＨＭＤ１によって作成された第一画像光６２に基づく画像が眼前の景色に重ねられた状態で、双方を同時に視認することができる（図８及び図９参照）。
【００３７】
図６〜図１０を参照して、使用者に視認される画像及び背景の一例について説明する。図６は、使用者の眼前の背景を表している。使用者は室内にいる。使用者の眼前には、液晶ディスプレイ７１、液晶ディスプレイ７１を支える支持台７３、液晶ディスプレイ７１の背後の壁に掛けられた時計７４、窓７５等が存在する。液晶ディスプレイ７１には、複数の花の画像７２が表示されている。画像７２は、液晶ディスプレイ７１から出射された第二画像光６３に基づく画像である。
【００３８】
図７は、ＨＭＤ１の液晶装置１０１に表示され、使用者に視認される犬の画像７６である。画像７６は、液晶装置１０１から出射され、ハーフミラー８によって第一方向に反射された第一画像光６２に基づく画像である。
【００３９】
第一偏光板６０が第一遮光位置から退出している場合について説明する。図４に示すように、使用者は、液晶ディスプレイ７１の方向を向いているとする。使用者の眼前には、ハーフミラー８が存在しており、第一偏光板６０が存在していない。なお、図４では、支持台７３、時計７４、及び窓７５の図示は省略している。
【００４０】
この場合、ＨＭＤ１の液晶装置１０１から出射された第一画像光６２の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に導かれる。また、液晶ディスプレイ７１から出射された第二画像光６３の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８を第一方向側に透過し、使用者の眼８３に導かれる。また、液晶ディスプレイ７１の周囲の支持台７３、時計７４、及び窓７５等の背景の光の一部（５０％分の光）も、ハーフミラー８を第一方向側に透過し、使用者の眼８３に導かれる。よって、図８に示すように、ＨＭＤ１は、使用者の眼前の背景（図６参照）と、液晶ディスプレイ７１に表示された第二画像光６３に基づく画像７２（図６参照）と、液晶装置１０１に表示された第一画像光６２に基づく画像７６（図７参照）とを重ねて、使用者に視認させることができる。
【００４１】
また、例えば、使用者が顔の向きを変えて、時計７４近辺にＨＭＤ１を向けた場合、図９に示すように、背景の時計７４と、液晶装置１０１に表示された第一画像光６２に基づく画像７６とが重なるように使用者に視認される。なお、図８及び図９では特に示していないが、使用者の眼前の背景の光のうち、ハーフミラー８に重なる範囲（本実施形態では、図１０の第一偏光板６０の外形の範囲と略同じ範囲）の部分の光は、ハーフミラー８によって５０％に減衰されて使用者の眼８３に到達し、ハーフミラー８に重ならない範囲の部分の光は、使用者の眼８３に直接到達している。
【００４２】
第一偏光板６０が第一遮光位置（図３参照）に進出した場合について説明する。使用者は、液晶ディスプレイ７１の方向を向いているとする。この場合、図３に示すように、ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１から出射された第一画像光６２の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に到達する。このため、使用者は第一画像光６２に基づく画像７６を視認することができる。また、第一偏光板６０は、第二画像光６３の偏光角の光を遮光する偏光特性を有するので、第二画像光６３は第一偏光板６０によって遮光され、第一偏光板６０の第一方向側には透過しない（第二画像光６３の透過は０％）。よって、図１０に示すように、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画像７２（より詳細には、画像７２のうち、第一偏光板６０が重なった部分）が、黒色に見える。図１０では、第一偏光板６０の外形の範囲を点線で表している。使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いているので、第一画像光６２に基づく犬の画像７６が、黒色として視認される液晶ディスプレイ７１の画面に重なる。よって、外界の背景と、第一画像光６２に基づく犬の画像７６とが重ならず、使用者は画像７６を視認し易くなる。
【００４３】
また、液晶ディスプレイ７１以外の背景の光には、第一偏光板６０が遮光可能な偏光特性（偏光角）以外の光も含まれているため、背景に含まれる支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光は、第一偏光板６０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達する。より詳細には、支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうち、第一偏光板６０とハーフミラー８とに重なった部分の光のうちの５０％が、使用者の眼８３に到達する。支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうち、第一偏光板６０とハーフミラー８の範囲外の光は、使用者の眼８３に直接到達する。外界の背景の光が第一偏光板６０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達するので、図１０に示すように、外界の背景の視認性を確保することができる。図１０では、時計７４の一部と窓７５の一部とが第一偏光板６０と重なっているが、それらの視認性が確保されている。このように、本実施形態のＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。このため、例えば、第一画像光６２に基づく画像７６を視認しつつ移動を行うことが容易になる。
【００４４】
以上のように、本実施形態におけるＨＭＤ１が構成される。本実施形態では、黒色に視認される外部液晶ディスプレイの画像７２に重ねて、液晶装置１０１から第一画像光６２に基づく画像７６が表示されるので、使用者が視認する液晶装置１０１からの画像７６のコントラストが飛躍的に向上する。よって、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６をさらに鮮明に視認することができる。また、第一画像光６２に基づく画像７６が視認し易く、さらにコントラストが向上し鮮明に視認することができるので、本実施形態のＨＭＤ１は、例えば、写真のスライドショーや動画等のコンテンツの視聴に適している。
【００４５】
また、使用者は、顔の向き（ＨＭＤ１の向き）を液晶ディスプレイ７１以外に向けることで、第一画像光６２に基づく画像７６と、背景とを重ねて視認することができる。よって、顔の向きを変えるだけで容易に、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くする場合と、外界の背景に重ねて第一画像光６２に基づく画像７６を視認する場合とを切り替えることができる。
【００４６】
また、第一偏光板６０は、第一遮光位置に向かって進退可能である（図３及び図４参照）。第一偏光板６０が第一遮光位置に向かって進出している場合（図３参照）、使用者には液晶ディスプレイ７１の画像７２が黒色に見えるため、使用者は画像７２を視認できない（図１０参照）。また、第一偏光板６０が第一遮光位置から退出している場合（図４参照）、使用者は、液晶ディスプレイ７１の画像７２を視認することが可能である（図８参照）。このように、第一偏光板６０が第一遮光位置に向かって進退可能に設けられているので、使用者は、外部液晶ディスプレイの第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００４７】
また、例えば、液晶シャッターをハーフミラーと重ねて背景画像を視認できるよう設けて、その液晶シャッターを制御することで背景画像を遮光したり、しなかったりした場合、液晶シャッターを駆動させる回路や、液晶シャッターを設ける機構が必要になるため、ＨＭＤが大型化したり、ＨＭＤの重量が大きくなったり、高価格化する。ＨＭＤが大型化し、重量も大きくなるので、ＨＭＤの外観が見苦しいものとなる場合がある。本実施形態のＨＭＤ１では、第一偏光板６０を用いているので、ＨＭＤ１が大型化することはなく、重量は略変わらず、何よりも安価に構成できる。このため、ＨＭＤ１を小型・軽量・安価に構成できる。ＨＭＤ１を小型に構成できるので、本実施形態のＨＭＤ１は、使用者がＨＤＭ１持ち運ぶ場合に適している。また、ＨＭＤ１の外観が見苦しいものとはならない。
【００４８】
上記実施形態において、液晶装置１０１が本発明の「画像光出射手段」に相当し、ハーフミラー８が本発明の「ビームスプリッタ」に相当する。
【００４９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。以下の変形例において、筐体２の形状は、上述の実施形態と異なる場合があるが、筐体２の形状についての説明は省略する。
【００５０】
例えば、第一偏光板６０は、左右方向にスライドしていたが、これに限定されない。例えば、図１１及び図１２に示す変形例のように、ハーフミラー８に沿って、スライド可能であってもよい。図１１及び図１２では、第一実施形態の場合（図３及び図４参照）と比較して、第一偏光板６０、開口部５０等が、平面視でハーフミラー８に沿って斜めに傾斜している。そして、第一偏光板６０が第一遮光位置に進出する場合、ハーフミラー８に沿ってスライド移動し、第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置する第一遮光位置に至る（図１１参照）。第一偏光板６０が第一遮光位置（図１１参照）から退出する場合、第一偏光板６０は、ハーフミラー８に沿ってスライド移動し、筐体２の内部に入る（図１２参照）。本変形例の場合でも、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、第一偏光板６０がスライド移動することで、第一遮光位置に移動していたが、これに限定されない。例えば、第一偏光板６０が第一遮光位置に固定されていてもよい。また、例えば、第一偏光板６０を第一遮光位置に着脱可能に構成してもよい。この場合、第一偏光板６０がＨＭＤ１に装着されると、図３及び図１１に示す場合と同様に、第一偏光板６０が第一遮光位置に位置する。そして、第一偏光板６０がＨＭＤ１から取り外されると、図４及び図１２に示す場合と同様に、第一偏光板６０がハーフミラー８の第二方向側には位置しない。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００５２】
第一偏光板６０を着脱可能に構成する一例について説明する。例えば、挟み板６，７に、第一偏光板６０が移動可能な通路を設ける。通路は、筐体２の端部（例えば、筐体２の右側の端部におけるハーフミラー８より第二方向側）に繋がるように構成する。この場合、通路における筐体２の端部側から第一偏光板６０をＨＭＤ１に取り付け、第一偏光板６０を通路に沿って移動させる。そして、第一偏光板６０が第一遮光位置において挟み板６，７によって支持されるようにする。第一偏光板６０をＨＭＤ１から取り外す場合は、使用者は、通路に沿って第一偏光板６０を移動させ、筐体２の端部から第一偏光板６０を取り外す。以上のように構成することで、第一偏光板６０を着脱可能に構成できる。
【００５３】
また、図１１に示すように、第一偏光板６０の一方の板面６０７が、ハーフミラー８側にある状態と、図１３に示すように、第一偏光板６０の他方の板面６０８が、ハーフミラー８側にある状態とで、表裏反転可能に第一偏光板６０が設けられていてもよい。第一偏光板６０を表裏反転させる場合、第一偏光板６０の偏光特性を決定するスリットの向きが変わる。これによって、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角を切り替えることができる。よって、第一偏光板６０の一方の板面６０７がハーフミラー８側にある状態にした場合（図１１参照）、液晶ディスプレイ７１からの第二画像光６３は第一偏光板６０によって遮光される。また、第一偏光板６０の他方の板面６０８が、ハーフミラー８側にある状態にした場合（図１３参照）、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角が切り替わり、第二画像光６３は、遮光されなくなる。このため、図１３に示すように、液晶ディスプレイ７１からの第二画像光６３は第一偏光板６０を通過する。そして、第二画像光６３の一部（５０％の光）は、ハーフミラー８を第二方向側に透過する。このため、図８に示すように、液晶ディスプレイ７１の花の画像７２を使用者が視認可能になる。このように、使用者は、第一偏光板６０を表裏反転させることで、液晶ディスプレイ７１の第二画像光に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００５４】
なお、第一偏光板６０を表裏反転可能に構成する一例としては、前述した第一偏光板６０が着脱可能な場合の通路等を設け、当該通路に第一偏光板６０を装着する場合に、第一偏光板６０の表裏を反転させて装着するようにすればよい。その他、第一偏光板６０をスライド移動させつつ表裏反転させるようにＨＭＤ１を構成してもよい。
【００５５】
また、例えば、第一偏光板６０が、第一偏光板６０の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であってもよい。この場合、例えば、図１４に示すように、第一偏光板６０を円形に形成した第一偏光板６０１を設け、挟み板６，７がハーフミラー８と第一偏光板６０１を保持してもよい。図１４に示す例では、円形の第一偏光板６０１は、ハーフミラー８の第二方向側（図１３の紙面手前側）に設けられている。第一偏光板６０１の径は、ハーフミラー８の上下方向の長さより大きく、ハーフミラー８の左右方向の長さより短い。第一偏光板６０１の上部及び下部は、挟み板６，７より上方及び下方に突出している。挟み板６，７には、上方及び下方に突出する第一偏光板６０１の部位６０２，６０３の形状に対応する孔部（図示略）が設けられており、当該孔部を介して第一偏光板６０１が上方及び下方に突出している。
【００５６】
使用者は、上方及び下方に突出する第一偏光板６０１の部位６０２，６０３を指で押さえながら、第一偏光板６０１を回すことができる。使用者が第一偏光板６０１を回す場合、第一偏光板６０は、第一偏光板６０１の板面に直交する方向（図１３の紙面手前側と奥行き側の方向）に沿った軸を中心に回転する。本実施形態の場合、軸は、円形の第一偏光板６０１の中心である。第一偏光板６０１は、回転する場合に、周方向（図１３の矢印５５の方向）に回転する。
【００５７】
第一偏光板６０１は、所定の偏光角の光を遮光するためのスリット６０４を含んでいる。使用者は第一偏光板６０１を周方向に回転させることで、スリット６０４の角度を変え、遮光できる光の偏光角を調整することができる。このため、例えば、使用者が第一偏光板６０１を回転させて、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３を遮光できるように、第二画像光６３の偏光角の光を遮光可能な状態に第一偏光板６０１を調整すれば、図１０に示すように、使用者は、液晶ディスプレイ７１の画面を黒色に視認することができる。よって、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。また、使用者が第一偏光板６０１を回転させて遮光できる偏光角を第二画像光６３の偏光角以外に調整し、第二画像光６３を透過可能な状態にすれば、図８に示すように液晶ディスプレイ７１の画像７２が視認可能となる。
【００５８】
また、例えば、液晶ディスプレイ７１とは異なる種類の液晶ディスプレイ（図示外）が存在するとする。そして、当該液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角が、第二画像光６３の偏光角とは異なる偏光角であるとする。この場合でも、使用者は、第一偏光板６０１を回転させて液晶ディスプレイ７１とは異なる液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角を遮光可能な状態に調整することができる。この場合、図１０に示す画像７２と同様に、使用者は、当該液晶ディスプレイの画面を黒色に視認することができる。このように、ＨＭＤ１は、第二画像光の偏光角がそれぞれ異なる複数の種類の液晶ディスプレイがある場合に、それぞれの液晶ディスプレイに合わせて遮光可能な偏光角を調整することができる。よって、ＨＭＤ１は、複数の種類の液晶ディスプレイを利用して、液晶装置１０１から出射される第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００５９】
また、図１５に示すように、第一偏光板６０に追加して、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板６７を設けてもよい。第二偏光板６７は、第一偏光板６０の第二方向側に設けられている。この場合、例えば、液晶ディスプレイ７１の他に、第二画像光６３とは偏光角が異なる第二画像光６５を出射する液晶ディスプレイ（図示外）が存在する場合に、第二偏光板６７の偏光特性を、第二画像光６５を遮光可能な特性にする。これによって、図示外の液晶ディスプレイの第二画像光６５を遮光することができる（図１５参照）。よって、使用者は、図示外の液晶ディスプレイの画面を黒色に視認する。また、第一偏光板６０は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３を遮光することができる。よって、ＨＭＤ１は、２種類のディスプレイ（液晶ディスプレイ７１、図示外の液晶ディスプレイ）のどちらを使用した場合でも、外界の背景の視認性を確保しつつ、液晶装置１０１の第一画像光６２に基づく画像７６（図１０参照）を視認し易くすることができる。なお、第二偏光板６７を第一偏光板６０とハーフミラー８との間に設けても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３を遮光するために、第一偏光板６０が使用されていたが、これに限定されない。例えば、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）を使用してもよい。以下、ＰＢＳを使用した場合におけるＨＭＤ１の変形例である第二実施形態について説明する。なお、本実施形態では、液晶装置１０１から出射される第一画像光６２と、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３とは、共にｓ偏光の光であるとする。また、図１０における点線で示した第一偏光板６０の外形は、本実施形態では、ＰＢＳ４０の外形となる。また、本実施形態では、上述の第一偏光板６０を使用した場合のＨＭＤ１の構成と同様の構成は、同じ符号で示し、詳細の説明は省略する。
【００６１】
図１６に示すように、第二実施形態におけるＨＭＤ１は、板状のＰＢＳ４０を備えている。ＰＢＳ４０は、第二画像光６３（ｓ偏光）を反射することで第二画像光６３を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する。ＰＢＳ４０の上下左右方向の大きさは、ハーフミラー８より小さい。ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側の板面の中央部に位置している。ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側に位置して、第二画像光６３が第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置（図１６参照）に向かって進退可能である（図１６及び図１７参照）。本実施形態では、左斜め前方向と右斜め後方向とにスライド移動することによって、第二遮光位置（図１６参照）に向かって進退する。なお、図１７では、ＰＢＳ４０が使用者の眼前から無くなった分、図１６に比べて、第一画像光６２の眼８３への入射位置が紙面右側に移動するため、それに合わせて眼８３の位置を右側に移動させている。しかし、実際には、ハーフミラー８の角度を変更することで、眼８３の位置を動かすことなく調整すればよい。また、ＰＢＳ４０を薄型に構成すれば、第一画像光６２の眼８３への入射位置が僅かにしか移動しないため、ハーフミラー８の角度の調整等を行う必要はない。
【００６２】
ＰＢＳ４０のスライド移動の範囲に対応する開口部５０には、ＰＢＳ４０から上方に延びる透明な円柱部材５１が挿入されている。使用者は、円柱部材５１を開口部５０に沿って移動させることで、ＰＢＳ４０をスライド移動させる。
【００６３】
図１６に示すように、ＰＢＳ４０が右斜め後方に移動することで第二遮光位置に進出すると、ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側に位置する。この場合、図１６に示すように、ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１から出射された第一画像光６２（ｓ偏光）の大部分（ＰＢＳ４０に光が吸収される影響があり、反射される光は１００％にはならず、例えば、９７％〜９９％の光）は、ＰＢＳ４０で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に到達する。このため、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６を視認することができる。また、ＰＢＳ４０は、第二画像光６３の偏光角（ｓ偏光）の光を反射して遮光する偏光特性を有するので、第二画像光６３はＰＢＳ４０によって遮光され、ＰＢＳ４０の第一方向側には透過しない。よって、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画像７２が、黒色に見える。この場合、第一画像光６２に基づく犬の画像７６が、黒色として視認される液晶ディスプレイ７１の画面に重なる（図１０参照）。よって、外界の背景と、第一画像光６２に基づく犬の画像７６とが重ならず、使用者は画像７６を視認し易くなる。
【００６４】
また、液晶ディスプレイ７１以外の背景の光には、ＰＢＳ４０が反射可能なｓ偏光以外の光も含まれているため、背景に含まれる支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうちｓ偏光の以外の光は、ＰＢＳ４０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達する。このため、外界の背景（支持台７３、時計７４、及び窓７５等）の視認性を確保することができる（図１０参照）。つまり、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００６５】
以上のように、本実施形態におけるＨＭＤ１が構成される。本実施形態では、第一実施形態と同様に、使用者が視認する液晶装置１０１からの画像７６のコントラストが飛躍的に向上する。よって、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６をさらに鮮明に視認することができる。また、第一実施形態と同様に、顔の向きを変えるだけで容易に、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くする場合と、背景に重ねて第一画像光６２に基づく画像７６を視認する場合とを切り替えることができる。
【００６６】
また、ＰＢＳ４０は、第二遮光位置に向かって進退可能である（図１６及び図１７参照）。図１７に示すようにＰＢＳ４０を左斜め前方にスライド移動させ、第二遮光位置から退出させると、使用者は第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能になる。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００６７】
なお、本発明は上記第二実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、ＰＢＳ４０がスライド移動することで、第二遮光位置（図１６参照）に移動していたが、これに限定されない。例えば、ＰＢＳ４０が第二遮光位置に固定されていてもよい。また、ＰＢＳ４０が板状で無くてもよい。例えば、ＰＢＳ４０が薄膜であり、ハーフミラー８の第一方向側の面に蒸着されることによって、ＰＢＳ４０が形成されてもよい。
【００６８】
また、例えば、前述の第一実施形態の変形例と同様に、ＰＢＳ４０を着脱可能に構成してもよい。この場合、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００６９】
また、図１８に示すように、ハーフミラー８の第二方向側に、ＰＢＳ４０とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板６８を備えてもよい。この場合、例えば、液晶ディスプレイ７１の他に、第二画像光６３とは偏光角が異なる第二画像光６５を出射する液晶ディスプレイ（図示外）が存在する場合に、第三偏光板６８を第二画像光６５を遮光可能な偏光特性にする。これによって、図示外の液晶ディスプレイの第二画像光６５を遮光することができる（図１８参照）。よって、使用者は、図示外の液晶ディスプレイの画面を黒色に視認する。また、ＰＢＳ４０は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３を遮光することができる。よって、ＨＭＤ１は、２種類のディスプレイ（液晶ディスプレイ７１、図示外の液晶ディスプレイ）のどちらを使用した場合でも、液晶装置１０１の第一画像光６２に基づく画像７６（図１０参照）を視認し易くすることができる。
【００７０】
また、ＰＢＳ４０がハーフミラー８の第一方向側に設けられていたが、これに限定されない。例えば、図１９及び図２０に示すように、ＰＢＳ４０の外周の周囲にハーフミラー８が設けられていてもよい。言い換えると、ハーフミラー８は、ＰＢＳ４０の板面４０１（図２０参照）を外側に延ばした方向（図２０の紙面上下左右方向）におけるＰＢＳ４０の周囲に設けられていてもよい。この場合でも、第一画像光６２がＰＢＳ４０によって、第一方向側に反射されて使用者の眼８３に到達し、第二画像光６３がＰＢＳ４０によって反射されて使用者の眼８３に到達しない。よって、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００７１】
また、ＰＢＳ４０が反射可能な光の偏光角、第一画像光６２の偏光角、及び第二画像光６３の偏光角は、それぞれｓ偏光に限定されない。例えば、各画像光６２，６３をｓ偏光とは異なる偏光角（例えば、ｐ偏光）にしてもよい。そして、ＰＢＳ４０は、各画像光６２，６３の偏光角に応じて、ｓ偏光とは異なる偏光角の光を遮光（反射）可能な偏光特性を有していてもよい。
【００７２】
また、上記の実施形態において、液晶ディスプレイ７１は、液晶方式のディスプレイであったが、これに限定されない。例えば、所定の偏光角で第二画像光を出射可能な方式であれば、液晶方式で無くてもよい。また、第一偏光板６０，６０１、第二偏光板６７、第三偏光板６８、ＰＢＳ４０等の位置や大きさは限定されない。第一偏光板６０，６０１、第二偏光板６７、第三偏光板６８、ＰＢＳ４０等は、第二画像光６３が、第一画像光６２を使用者に視認させる第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過するような位置、大きさであればよい。
【００７３】
また、上記実施形態において示した各実施例を組み合わせてもよい。例えば、図１５に示す実施形態において、第一偏光板６０や第二偏光板６７をスライド移動させたり、表裏回転させたり、着脱可能に構成してもよい。また、例えば、１つの偏光板をＨＭＤ１に着脱可能な場合、第一偏光板６０を装着する場合と、第二偏光板６７を装着する場合とを切替可能であってもよい。この場合、液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角に合わせて、遮光特性の異なる偏光板を切り替えることができる。よって、複数の液晶ディスプレイを使用した場合でも、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ヘッドマウントディスプレイ
８ ハーフミラー
４０ ＰＢＳ
６０，６０１ 第一偏光板
６２ 第一画像光
６３，６５ 第二画像光
６７ 第二偏光板
６８ 第三偏光板
７１ 液晶ディスプレイ
１０１ 液晶装置
６０７ 板面
６０８ 板面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の頭部に配置され、使用者に画像信号に応じた表示画像を外界の背景と重ねて視認させるヘッドマウントディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の頭部に配置され、使用者に画像信号に応じた表示画像を外界の背景と重ねて視認させる（このような機能をシースルーと呼ぶ）シースルー型ヘッドマウントディスプレイが知られている。例えば、特許文献１に記載のシースルー型ヘッドマウント型の画像表示装置は、ハーフミラーとバイザー型のシャッターとを備えている。画像表示装置からの画像光は、ハーフミラーにより反射されて使用者の眼に入射する。これによって、使用者は、画像を視認することができる。この場合のシャッターは、回動板と、光を遮断する遮断板とを備えており、使用者は、回動板を回動させることでシャッターを回動させ、ハーフミラーの前方の視界を開放する場合と、遮断板でハーフミラーの前方の視界を遮断する場合とを切り替えることができる。使用者は、シャッターを回動させ、ハーフミラーの前方の視界を開放した場合、画像表示装置からの画像と前方の背景とが重なった合成像を視認できるが、ハーフミラーの前方の視界を遮断板で遮断した場合、前方の背景を視認できないことになる。
【０００３】
言い換えれば、特許文献１に記載の画像表示装置のようにハーフミラーの前方の視界を遮断すれば、画像表示装置からの画像は、背景と重ならないため、視界を遮断しない場合に比べて、画像表示装置からの画像を視認し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置において、ハーフミラー前方の視界を遮断した場合、遮断板の位置する範囲の全ての視界が遮断される。このため、画像表示装置からの画像を視認し易くなるものの、シースルー型のヘッドマウントディスプレイの特徴でもある外界の背景の視認が、し難くなるという問題点があった。このため、例えば、表示画像を視認しつつ移動することが難しくなる虞があった。
【０００６】
近年、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）の画面の表示や、プレゼンテーション用ディスプレイ、機器の操作用ディスプレイなどとして液晶ディスプレイが家庭や職場に多用され、公共の場所でもディジタルサイネージとして大型の液晶ディスプレイが用いられている。このような状況の中で、ＰＣの画像を液晶ディスプレイに表示している状況で、そのＰＣの操作を補助する目的でＨＭＤを利用したり、全く関係なく別途ＨＭＤを利用する場合など、外部の液晶ディスプレイが利用されている環境で、ＨＭＤで画像を視聴する場合も増えてきている。しかし、この場合も、同様にシースルーでＨＭＤの画面とこれらのディスプレイの画面が重なると文字や画像など類似の表示内容が重なってしまうのでＨＭＤの画面の内容を非常に視認し難くなる。しかしながら、この場合、背景の画像として入射する光の偏光特性が、液晶ディスプレイでは所定の偏光角に限定されているが、その他の通常の背景画像の光は特に偏光特性が限定されていない点が着目される。
【０００７】
本発明の目的は、上述した、背景の画像として入射する外部の液晶ディスプレイからの光が所定の偏光特性しか有していない点に着目して、表示画像を視認する場合でも外界の背景の視認性をできるだけ確保しつつ、画像信号に応じた表示画像を視認し易くすることが可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るヘッドマウンドディスプレイは、使用者の頭部に配置されるヘッドマウントディスプレイであって、第一画像光を出射する画像光出射手段と、前記画像光出射手段によって出射された前記第一画像光の一部を第一方向に反射して使用者の眼に入射させるとともに、前記第一画像光の残りの部分を透過させる板状のビームスプリッタと、前記第一方向の反対方向である第二方向側から入射する所定の偏光角を有する第二画像光が、前記第一画像光を使用者に視認させる前記第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するよう設けられており、前記所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する遮光手段とを備えている。
【０００９】
この場合、ビームスプリッタの第一方向側には使用者の眼が位置し、ビームスプリッタの第二方向側には使用者から見た外界の背景が位置する。また、使用者が外界を見る場合には、使用者の視線の方向には、ビームスプリッタと偏光手段とが存在する。使用者は、ビームスプリッタによって反射された第一画像光に基づく画像を視認することができる。また、遮光手段は、所定の偏光角である第二画像光が第一画像光を使用者に視認させる第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するように設けられている。また、遮光手段は、第二画像光の偏光角と同一の所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する。このため、第二画像光は、遮光手段によって遮光される。よって、使用者には、第二画像光に基づく画像が表示される表示面が黒く見える。ここで、使用者が第二画像光に基づく画像が表示される表示面の方向を向いた場合、第一画像光に基づく画像が、黒く視認される表示面に重なる。よって、第一画像光に基づく画像と外界の背景とが重ならず、画像を視認し易くなる。また、第二画像光以外の背景の光には、前記所定の偏光角以外の光も含まれているため、背景の光のうち前記所定の偏光角以外の光は遮光手段とビームスプリッタとを第一方向に透過し、使用者の眼に到達する。このため、外界の背景の視認性を確保することができる。つまり、ヘッドマウントディスプレイは、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光に基づく画像を視認し易くすることが可能である。
【００１０】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する第一偏光板であり、前記第一偏光板は、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置にあってもよい。
【００１１】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に着脱可能であってもよい。
【００１２】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に向かって進退可能に設けられてもよい。
【００１３】
また、前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一偏光板の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であってもよい。
【００１４】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記第一偏光板は、前記第一偏光板の一方の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態と、前記第一偏光板の他の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態とで、表裏反転可能であってもよい。
【００１５】
前記ヘッドマウントディスプレイは、前記第一偏光板と前記ビームスプリッタとの間、又は前記第一偏光板の前記第二方向側に設けられ、前記第一偏光板が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板を備えてもよい。
【００１６】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を反射することで前記第二画像光を遮光する偏光特性を有するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）であり、前記ビームスプリッタは、前記ＰＢＳの第二方向側、又は、前記ＰＢＳの板面を外側に延ばした方向における前記ＰＢＳの周囲に設けられていてもよい。
【００１７】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記ビームスプリッタの前記第一方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置にあってもよい。
【００１８】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に向かって進退可能に設けられていてもよい。
【００１９】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に着脱可能であってもよい。
【００２０】
前記ヘッドマウントディスプレイにおいて、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に、前記ＰＢＳとは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＨＭＤ１の正面図である。
【図２】ＨＭＤ１の平面図である。
【図３】第一偏光板６０が第一遮光位置に進出した状態を示す図である。
【図４】第一偏光板６０が第一遮光位置から退出した状態を示す図である。
【図５】図２に示すＨＭＤ１のＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。
【図６】外界の風景と、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３に基づく画像７２を示す図である。
【図７】液晶装置１０１から出射される第一画像光６２に基づく画像７６を示す図である。
【図８】使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いた場合において、第二画像光６３に基づく画像７２と第一画像光６２に基づく画像７６とが重なった状態を示す図である。
【図９】使用者が時計７４の近辺の方向を向いた場合において、風景に含まれる時計７４と画像７６とが重なった状態を示す図である。
【図１０】第二画像光６３が遮光された状態で、使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いた場合を示す図である。
【図１１】第一偏光板６０が第一遮光位置に進出した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１２】第一偏光板６０が第一遮光位置から退出した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１３】図１１と同一の位置にある第一偏光板６０を表裏反転してＨＭＤ１に取り付けた状態を示す図である。
【図１４】回転可能に構成された第一偏光板６０１とハーフミラー８とを示す正面図である。
【図１５】第二偏光板６７を追加した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１６】ＰＢＳ４０が第二遮光位置に進出した状態を示す図である。
【図１７】ＰＢＳ４０が第二遮光位置から退出した状態を示す図である。
【図１８】第三偏光板６８を追加した状態を示す、変形例に係る図である。
【図１９】ＰＢＳ４０の周囲にハーフミラー８を設けた状態を示す、変形例に係る図である。
【図２０】ＰＢＳ４０の周囲にハーフミラー８を設けた状態を示す、変形例に係る正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ、以後はＨＭＤとする）１について、図面を参照して説明する。以下説明において、図１の紙面手前方向、奥行き方向、左方向、右方向、上方向、下方向が、夫々、ＨＭＤ１の前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向である。
【００２３】
ＨＭＤ１の概要について説明する。図１に示すように、本実施形態では、使用者の両眼に対応した２つのＨＭＤ１が設けられている。２つのＨＭＤ１は略同一の構成をしている。ＨＭＤ１の表示形式は光学透過型である。使用者の眼前の景色の光は、ハーフミラー８（図１参照、後述）を透過することによって使用者の眼に直接導かれる。ＨＭＤ１の投影形式は虚像投影型である。ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１（図５参照、後述）から出射された画像の光である第一画像光６２（図３参照）は、ハーフミラー８に反射されることによって使用者の眼に導かれる。これによってＨＭＤ１は、眼前の景色に、液晶装置１０１の画像を重ねて使用者に認識させることができる。一般的に、液晶方式のディスプレイは、偏光板を備えており、当該偏光板を介して光が出射される。よって、当該液晶方式のディスプレイから出力される光（液晶装置１０１から出射される第一画像光６２、及び液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３）は、所定の偏光角を有する。なお、本実施形態では、第一画像光６２（図３参照）と第二画像光６３（図３参照）とは、それぞれ異なる偏光角であるとするが、同一の偏光角であってもよい。
【００２４】
図１および図２に示すように、ＨＭＤ１は筐体２を備える。筐体２は、眼鏡型フレーム９１に着脱可能に取り付けられる。眼鏡型フレーム９１は使用者の頭部に装着される。これによって、ＨＭＤ１は、使用者の頭部に配置される。眼鏡型フレーム９１は、左フレーム部９２（図２参照）、右フレーム部９３（図２参照）、中央フレーム部９４、およびＨＭＤ支持部９６を備える。左フレーム部９２は使用者の左耳に掛けられる。右フレーム部９３は使用者の右耳に掛けられる。中央フレーム部９４は、左フレーム部９２の前端部と、右フレーム部９３の前端部との間に設けられている。中央フレーム部９４は、長手方向中央部から右側且つ下側に、眼鏡レンズ８１を備えている。中央フレーム部９４は、長手方向中央部から左側且つ下側に、眼鏡レンズ８２を備えている。眼鏡レンズ８１、８２は、ディオプトリ値が「０」の透明な平板である。眼鏡レンズ８１、８２は、筐体２に衝撃が加わった際に、筐体２が使用者の顔へ接触することを防止するために設けられる。勿論、使用者の視力に合わせて、眼鏡レンズ８１、８２が所定のディオプトリ値を有してもよい。中央フレーム部９４は、長手方向中央部に一対の鼻当て部９５を備えている。ＨＭＤ支持部９６は、中央フレーム部９４の左右の両端部に設けられている。ＨＭＤ支持部９６は下方延出部９８（図１参照）を備えている。下方延出部９８は上下方向に延びている。
【００２５】
筐体２の面のうち眼鏡型フレーム９１に対向する面に、被保持部（図示略）が設けられている。被保持部は、上下方向に沿ったＵ字溝を備える。Ｕ字溝には下方延出部９８が嵌められる。Ｕ字溝の底部には摩擦部材が設けられているため、ＨＭＤ１の上下方向の位置決めが可能となる。
【００２６】
ＨＭＤ１の筐体２について説明する。左右のＨＭＤ１は略同一の構成をしているので、以下の説明では、使用者の左眼の眼前に装着されるＨＭＤ１（図２の紙面右側のＨＭＤ１）を中心に説明する。筐体２は四角筒状である。図１に示すように、筐体２は、左右略中央から右端までの部分が上下方向に突出している。筐体２の材料は樹脂である。筐体２は、その左部に、ハーフミラー８及び第一偏光板６０（図４及び図３参照）を支持する支持部５を備えている。
【００２７】
支持部５は上下一対の挟み板６，７（図１参照）を備えている。挟み板６，７はハーフミラー８を上下方向から保持する。ハーフミラー８は、挟み板６，７によって保持されている部分を軸として揺動可能である。使用者は、眼の位置に応じてハーフミラー８の角度を調整することができる。ハーフミラー８は、ビームスプリッタの一種である。本実施形態では、一例として、ハーフミラー８は、ハーフミラー８に到達した光の５０％を反射し、５０％を透過させる特性を有するとする。以下の説明では、第一画像光６２がハーフミラー８に反射されて使用者の眼８３に入射する方向を「第一方向」という（図３参照）。本実施形態の場合、第一方向は後方向である（図３参照）。なお、図３では、ハーフミラー８と液晶装置１０１との間の接眼光学系１０２（図５参照）などの部材は省略している（図４、図１１〜図１３、図１５〜図１９も同様）。
【００２８】
支持部５は、第一偏光板６０を備えている。第一偏光板６０は、外部の液晶ディスプレイ７１（図３参照）から出射される第二画像光６３の偏光角の光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する。
【００２９】
第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置して第二画像光６３が第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置（図３参照）に向かって進退可能である。なお、本実施形態の場合、表示領域は、ハーフミラー８の第一方向側の面である。本実施形態では、第一偏光板６０は、左右方向にスライド移動することによって、第一遮光位置（図３参照）に向かって進退する。支持部５の上面の前端部には、第一偏光板６０のスライド移動の範囲に対応する、左右方向に長い開口部が設けられている。開口部５０には、第一偏光板６０から上方に円柱状に突出する透明な円柱部材５１が挿入されている。円柱部材５１は、支持部５の上面より上側に突出している。使用者は、円柱部材５１を開口部５０に沿って左右方向に移動させることで、第一偏光板６０を左右方向にスライド移動させる。
【００３０】
図３に示すように、第一偏光板６０が右側に移動することで第一遮光位置に進出すると、第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置する。この場合、第一偏光板６０は、外部の液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３が第一方向側に透過することを防止する。よって、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画面が黒色に見える（図１０参照）。
【００３１】
図４に示すように、第一偏光板６０が左側に移動することで第一遮光位置から退出すると、第一偏光板６０は、筐体２の内部に位置する。この場合、ハーフミラー８の第二方向側には、第一偏光板６０が存在しない。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１に表示された花の画像７２を視認することができる（図８参照）。
【００３２】
図５を参照し、筐体２の内部構成について説明する。筐体２の内部の左右方向中央部には、投影ユニット１０が格納されている。投影ユニット１０の左方には、投影ユニット１０を電気的に制御する制御基板２０が格納されている。
【００３３】
投影ユニット１０について説明する。投影ユニット１０は、右側から左側に向かって順に、レンズホルダ１５、液晶ホルダ１７、および液晶装置１０１を備えている。レンズホルダ１５は左右方向に延びる略筒状の部材である。レンズホルダ１５は、筒状内部の左右略中央から右側部分に接眼光学系１０２を保持する。レンズホルダ１５の左右略中央から左側部分は空洞になっている。接眼光学系１０２は、複数のレンズ１１１を備えている。複数のレンズ１１１の光軸は、筒状内部の中心を左右方向に延びる軸線上に配置されている。複数のレンズ１１１は左右方向に並べられ、レンズホルダ１５に固定されている。
【００３４】
液晶ホルダ１７は、筒状の周壁部１７１を備えている。周壁部１７１の左端に、開口を閉塞する左壁部１７２が設けられている。左壁部１７２の中心に、開口窓１７３が設けられている。左壁部１７２の右面に液晶装置１０１が保持されている。液晶装置１０１は、左面の中心部分に液晶表示部を備えている。液晶装置１０１には、使用者の眼前の景色に重ねる画像が表示される。すなわち、液晶装置１０１は、第一画像光６２を出射する。ハーフミラー８は、使用者の眼８３の正面に配置される（図３参照）。
【００３５】
液晶装置１０１から出射された第一画像光６２は、開口窓１７３を右側に通過し、レンズホルダ１５の筒状内部を右方向に向かって進み、複数のレンズ１１１を通過してハーフミラー８に到達する。ハーフミラー８は、第一画像光６２の一部（５０％の光）を第一方向（後方）に向けて反射する。反射した第一画像光６２は、眼鏡レンズ８２（図２参照）を前方から後方に向けて透過し、使用者の眼８３に到達し、使用者の眼８３の網膜上に結像する（図３参照）。また、第一画像光６２の残りの部分（残り５０％の光）は、第一方向と直交する方向のうち、右方向に、ハーフミラー８を透過する。
【００３６】
使用者の眼前の景色の光の一部（５０％の光）は、ハーフミラー８を前方から後方に向けて（第一方向に向けて）透過する。ハーフミラー８を透過した景色の光は、さらに眼鏡レンズ８２を透過し、使用者の眼８３に到達する。眼８３に到達した光は、網膜上に結像する。これによって使用者は、ＨＭＤ１によって作成された第一画像光６２に基づく画像が眼前の景色に重ねられた状態で、双方を同時に視認することができる（図８及び図９参照）。
【００３７】
図６〜図１０を参照して、使用者に視認される画像及び背景の一例について説明する。図６は、使用者の眼前の背景を表している。使用者は室内にいる。使用者の眼前には、液晶ディスプレイ７１、液晶ディスプレイ７１を支える支持台７３、液晶ディスプレイ７１の背後の壁に掛けられた時計７４、窓７５等が存在する。液晶ディスプレイ７１には、複数の花の画像７２が表示されている。画像７２は、液晶ディスプレイ７１から出射された第二画像光６３に基づく画像である。
【００３８】
図７は、ＨＭＤ１の液晶装置１０１に表示され、使用者に視認される犬の画像７６である。画像７６は、液晶装置１０１から出射され、ハーフミラー８によって第一方向に反射された第一画像光６２に基づく画像である。
【００３９】
第一偏光板６０が第一遮光位置から退出している場合について説明する。図４に示すように、使用者は、液晶ディスプレイ７１の方向を向いているとする。使用者の眼前には、ハーフミラー８が存在しており、第一偏光板６０が存在していない。なお、図４では、支持台７３、時計７４、及び窓７５の図示は省略している。
【００４０】
この場合、ＨＭＤ１の液晶装置１０１から出射された第一画像光６２の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に導かれる。また、液晶ディスプレイ７１から出射された第二画像光６３の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８を第一方向側に透過し、使用者の眼８３に導かれる。また、液晶ディスプレイ７１の周囲の支持台７３、時計７４、及び窓７５等の背景の光の一部（５０％分の光）も、ハーフミラー８を第一方向側に透過し、使用者の眼８３に導かれる。よって、図８に示すように、ＨＭＤ１は、使用者の眼前の背景（図６参照）と、液晶ディスプレイ７１に表示された第二画像光６３に基づく画像７２（図６参照）と、液晶装置１０１に表示された第一画像光６２に基づく画像７６（図７参照）とを重ねて、使用者に視認させることができる。
【００４１】
また、例えば、使用者が顔の向きを変えて、時計７４近辺にＨＭＤ１を向けた場合、図９に示すように、背景の時計７４と、液晶装置１０１に表示された第一画像光６２に基づく画像７６とが重なるように使用者に視認される。なお、図８及び図９では特に示していないが、使用者の眼前の背景の光のうち、ハーフミラー８に重なる範囲（本実施形態では、図１０の第一偏光板６０の外形の範囲と略同じ範囲）の部分の光は、ハーフミラー８によって５０％に減衰されて使用者の眼８３に到達し、ハーフミラー８に重ならない範囲の部分の光は、使用者の眼８３に直接到達している。
【００４２】
第一偏光板６０が第一遮光位置（図３参照）に進出した場合について説明する。使用者は、液晶ディスプレイ７１の方向を向いているとする。この場合、図３に示すように、ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１から出射された第一画像光６２の一部（５０％分の光）は、ハーフミラー８で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に到達する。このため、使用者は第一画像光６２に基づく画像７６を視認することができる。また、第一偏光板６０は、第二画像光６３の偏光角の光を遮光する偏光特性を有するので、第二画像光６３は第一偏光板６０によって遮光され、第一偏光板６０の第一方向側には透過しない（第二画像光６３の透過は０％）。よって、図１０に示すように、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画像７２（より詳細には、画像７２のうち、第一偏光板６０が重なった部分）が、黒色に見える。図１０では、第一偏光板６０の外形の範囲を点線で表している。使用者が液晶ディスプレイ７１の方向を向いているので、第一画像光６２に基づく犬の画像７６が、黒色として視認される液晶ディスプレイ７１の画面に重なる。よって、外界の背景と、第一画像光６２に基づく犬の画像７６とが重ならず、使用者は画像７６を視認し易くなる。
【００４３】
また、液晶ディスプレイ７１以外の背景の光には、第一偏光板６０が遮光可能な偏光特性（偏光角）以外の光も含まれているため、背景に含まれる支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光は、第一偏光板６０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達する。より詳細には、支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうち、第一偏光板６０とハーフミラー８とに重なった部分の光のうちの５０％が、使用者の眼８３に到達する。支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうち、第一偏光板６０とハーフミラー８の範囲外の光は、使用者の眼８３に直接到達する。外界の背景の光が第一偏光板６０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達するので、図１０に示すように、外界の背景の視認性を確保することができる。図１０では、時計７４の一部と窓７５の一部とが第一偏光板６０と重なっているが、それらの視認性が確保されている。このように、本実施形態のＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。このため、例えば、第一画像光６２に基づく画像７６を視認しつつ移動を行うことが容易になる。
【００４４】
以上のように、本実施形態におけるＨＭＤ１が構成される。本実施形態では、黒色に視認される外部液晶ディスプレイの画像７２に重ねて、液晶装置１０１から第一画像光６２に基づく画像７６が表示されるので、使用者が視認する液晶装置１０１からの画像７６のコントラストが飛躍的に向上する。よって、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６をさらに鮮明に視認することができる。また、第一画像光６２に基づく画像７６が視認し易く、さらにコントラストが向上し鮮明に視認することができるので、本実施形態のＨＭＤ１は、例えば、写真のスライドショーや動画等のコンテンツの視聴に適している。
【００４５】
また、使用者は、顔の向き（ＨＭＤ１の向き）を液晶ディスプレイ７１以外に向けることで、第一画像光６２に基づく画像７６と、背景とを重ねて視認することができる。よって、顔の向きを変えるだけで容易に、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くする場合と、外界の背景に重ねて第一画像光６２に基づく画像７６を視認する場合とを切り替えることができる。
【００４６】
また、第一偏光板６０は、第一遮光位置に向かって進退可能である（図３及び図４参照）。第一偏光板６０が第一遮光位置に向かって進出している場合（図３参照）、使用者には液晶ディスプレイ７１の画像７２が黒色に見えるため、使用者は画像７２を視認できない（図１０参照）。また、第一偏光板６０が第一遮光位置から退出している場合（図４参照）、使用者は、液晶ディスプレイ７１の画像７２を視認することが可能である（図８参照）。このように、第一偏光板６０が第一遮光位置に向かって進退可能に設けられているので、使用者は、外部液晶ディスプレイの第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００４７】
また、例えば、液晶シャッターをハーフミラーと重ねて背景画像を視認できるよう設けて、その液晶シャッターを制御することで背景画像を遮光したり、しなかったりした場合、液晶シャッターを駆動させる回路や、液晶シャッターを設ける機構が必要になるため、ＨＭＤが大型化したり、ＨＭＤの重量が大きくなったり、高価格化する。ＨＭＤが大型化し、重量も大きくなるので、ＨＭＤの外観が見苦しいものとなる場合がある。本実施形態のＨＭＤ１では、第一偏光板６０を用いているので、ＨＭＤ１が大型化することはなく、重量は略変わらず、何よりも安価に構成できる。このため、ＨＭＤ１を小型・軽量・安価に構成できる。ＨＭＤ１を小型に構成できるので、本実施形態のＨＭＤ１は、使用者がＨＤＭ１持ち運ぶ場合に適している。また、ＨＭＤ１の外観が見苦しいものとはならない。
【００４８】
上記実施形態において、液晶装置１０１が本発明の「画像光出射手段」に相当し、ハーフミラー８が本発明の「ビームスプリッタ」に相当する。
【００４９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。以下の変形例において、筐体２の形状は、上述の実施形態と異なる場合があるが、筐体２の形状についての説明は省略する。
【００５０】
例えば、第一偏光板６０は、左右方向にスライドしていたが、これに限定されない。例えば、図１１及び図１２に示す変形例のように、ハーフミラー８に沿って、スライド可能であってもよい。図１１及び図１２では、第一実施形態の場合（図３及び図４参照）と比較して、第一偏光板６０、開口部５０等が、平面視でハーフミラー８に沿って斜めに傾斜している。そして、第一偏光板６０が第一遮光位置に進出する場合、ハーフミラー８に沿ってスライド移動し、第一偏光板６０は、ハーフミラー８の第二方向側に位置する第一遮光位置に至る（図１１参照）。第一偏光板６０が第一遮光位置（図１１参照）から退出する場合、第一偏光板６０は、ハーフミラー８に沿ってスライド移動し、筐体２の内部に入る（図１２参照）。本変形例の場合でも、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、第一偏光板６０がスライド移動することで、第一遮光位置に移動していたが、これに限定されない。例えば、第一偏光板６０が第一遮光位置に固定されていてもよい。また、例えば、第一偏光板６０を第一遮光位置に着脱可能に構成してもよい。この場合、第一偏光板６０がＨＭＤ１に装着されると、図３及び図１１に示す場合と同様に、第一偏光板６０が第一遮光位置に位置する。そして、第一偏光板６０がＨＭＤ１から取り外されると、図４及び図１２に示す場合と同様に、第一偏光板６０がハーフミラー８の第二方向側には位置しない。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００５２】
第一偏光板６０を着脱可能に構成する一例について説明する。例えば、挟み板６，７に、第一偏光板６０が移動可能な通路を設ける。通路は、筐体２の端部（例えば、筐体２の右側の端部におけるハーフミラー８より第二方向側）に繋がるように構成する。この場合、通路における筐体２の端部側から第一偏光板６０をＨＭＤ１に取り付け、第一偏光板６０を通路に沿って移動させる。そして、第一偏光板６０が第一遮光位置において挟み板６，７によって支持されるようにする。第一偏光板６０をＨＭＤ１から取り外す場合は、使用者は、通路に沿って第一偏光板６０を移動させ、筐体２の端部から第一偏光板６０を取り外す。以上のように構成することで、第一偏光板６０を着脱可能に構成できる。
【００５３】
また、図１１に示すように、第一偏光板６０の一方の板面６０７が、ハーフミラー８側にある状態と、図１３に示すように、第一偏光板６０の他方の板面６０８が、ハーフミラー８側にある状態とで、表裏反転可能に第一偏光板６０が設けられていてもよい。第一偏光板６０を表裏反転させる場合、第一偏光板６０の偏光特性を決定するスリットの向きが変わる。これによって、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角を切り替えることができる。よって、第一偏光板６０の一方の板面６０７がハーフミラー８側にある状態にした場合（図１１参照）、液晶ディスプレイ７１からの第二画像光６３は第一偏光板６０によって遮光される。また、第一偏光板６０の他方の板面６０８が、ハーフミラー８側にある状態にした場合（図１３参照）、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角が切り替わり、第二画像光６３は、遮光されなくなる。このため、図１３に示すように、液晶ディスプレイ７１からの第二画像光６３は第一偏光板６０を通過する。そして、第二画像光６３の一部（５０％の光）は、ハーフミラー８を第二方向側に透過する。このため、図８に示すように、液晶ディスプレイ７１の花の画像７２を使用者が視認可能になる。このように、使用者は、第一偏光板６０を表裏反転させることで、液晶ディスプレイ７１の第二画像光に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００５４】
なお、第一偏光板６０を表裏反転可能に構成する一例としては、前述した第一偏光板６０が着脱可能な場合の通路等を設け、当該通路に第一偏光板６０を装着する場合に、第一偏光板６０の表裏を反転させて装着するようにすればよい。その他、第一偏光板６０をスライド移動させつつ表裏反転させるようにＨＭＤ１を構成してもよい。
【００５５】
また、例えば、第一偏光板６０が、第一偏光板６０の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であってもよい。この場合、例えば、図１４に示すように、第一偏光板６０を円形に形成した第一偏光板６０１を設け、挟み板６，７がハーフミラー８と第一偏光板６０１を保持してもよい。図１４に示す例では、円形の第一偏光板６０１は、ハーフミラー８の第二方向側（図１３の紙面手前側）に設けられている。第一偏光板６０１の径は、ハーフミラー８の上下方向の長さより大きく、ハーフミラー８の左右方向の長さより短い。第一偏光板６０１の上部及び下部は、挟み板６，７より上方及び下方に突出している。挟み板６，７には、上方及び下方に突出する第一偏光板６０１の部位６０２，６０３の形状に対応する孔部（図示略）が設けられており、当該孔部を介して第一偏光板６０１が上方及び下方に突出している。
【００５６】
使用者は、上方及び下方に突出する第一偏光板６０１の部位６０２，６０３を指で押さえながら、第一偏光板６０１を回すことができる。使用者が第一偏光板６０１を回す場合、第一偏光板６０は、第一偏光板６０１の板面に直交する方向（図１３の紙面手前側と奥行き側の方向）に沿った軸を中心に回転する。本実施形態の場合、軸は、円形の第一偏光板６０１の中心である。第一偏光板６０１は、回転する場合に、周方向（図１３の矢印５５の方向）に回転する。
【００５７】
第一偏光板６０１は、所定の偏光角の光を遮光するためのスリット６０４を含んでいる。使用者は第一偏光板６０１を周方向に回転させることで、スリット６０４の角度を変え、遮光できる光の偏光角を調整することができる。このため、例えば、使用者が第一偏光板６０１を回転させて、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３を遮光できるように、第二画像光６３の偏光角の光を遮光可能な状態に第一偏光板６０１を調整すれば、図１０に示すように、使用者は、液晶ディスプレイ７１の画面を黒色に視認することができる。よって、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。また、使用者が第一偏光板６０１を回転させて遮光できる偏光角を第二画像光６３の偏光角以外に調整し、第二画像光６３を透過可能な状態にすれば、図８に示すように液晶ディスプレイ７１の画像７２が視認可能となる。
【００５８】
また、例えば、液晶ディスプレイ７１とは異なる種類の液晶ディスプレイ（図示外）が存在するとする。そして、当該液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角が、第二画像光６３の偏光角とは異なる偏光角であるとする。この場合でも、使用者は、第一偏光板６０１を回転させて液晶ディスプレイ７１とは異なる液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角を遮光可能な状態に調整することができる。この場合、図１０に示す画像７２と同様に、使用者は、当該液晶ディスプレイの画面を黒色に視認することができる。このように、ＨＭＤ１は、第二画像光の偏光角がそれぞれ異なる複数の種類の液晶ディスプレイがある場合に、それぞれの液晶ディスプレイに合わせて遮光可能な偏光角を調整することができる。よって、ＨＭＤ１は、複数の種類の液晶ディスプレイを利用して、液晶装置１０１から出射される第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００５９】
また、図１５に示すように、第一偏光板６０に追加して、第一偏光板６０が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板６７を設けてもよい。第二偏光板６７は、第一偏光板６０の第二方向側に設けられている。この場合、例えば、液晶ディスプレイ７１の他に、第二画像光６３とは偏光角が異なる第二画像光６５を出射する液晶ディスプレイ（図示外）が存在する場合に、第二偏光板６７の偏光特性を、第二画像光６５を遮光可能な特性にする。これによって、図示外の液晶ディスプレイの第二画像光６５を遮光することができる（図１５参照）。よって、使用者は、図示外の液晶ディスプレイの画面を黒色に視認する。また、第一偏光板６０は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３を遮光することができる。よって、ＨＭＤ１は、２種類のディスプレイ（液晶ディスプレイ７１、図示外の液晶ディスプレイ）のどちらを使用した場合でも、外界の背景の視認性を確保しつつ、液晶装置１０１の第一画像光６２に基づく画像７６（図１０参照）を視認し易くすることができる。なお、第二偏光板６７を第一偏光板６０とハーフミラー８との間に設けても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３を遮光するために、第一偏光板６０が使用されていたが、これに限定されない。例えば、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）を使用してもよい。以下、ＰＢＳを使用した場合におけるＨＭＤ１の変形例である第二実施形態について説明する。なお、本実施形態では、液晶装置１０１から出射される第一画像光６２と、液晶ディスプレイ７１から出射される第二画像光６３とは、共にｓ偏光の光であるとする。また、図１０における点線で示した第一偏光板６０の外形は、本実施形態では、ＰＢＳ４０の外形となる。また、本実施形態では、上述の第一偏光板６０を使用した場合のＨＭＤ１の構成と同様の構成は、同じ符号で示し、詳細の説明は省略する。
【００６１】
図１６に示すように、第二実施形態におけるＨＭＤ１は、板状のＰＢＳ４０を備えている。ＰＢＳ４０は、第二画像光６３（ｓ偏光）を反射することで第二画像光６３を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する。ＰＢＳ４０の上下左右方向の大きさは、ハーフミラー８より小さい。ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側の板面の中央部に位置している。ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側に位置して、第二画像光６３が第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置（図１６参照）に向かって進退可能である（図１６及び図１７参照）。本実施形態では、左斜め前方向と右斜め後方向とにスライド移動することによって、第二遮光位置（図１６参照）に向かって進退する。なお、図１７では、ＰＢＳ４０が使用者の眼前から無くなった分、図１６に比べて、第一画像光６２の眼８３への入射位置が紙面右側に移動するため、それに合わせて眼８３の位置を右側に移動させている。しかし、実際には、ハーフミラー８の角度を変更することで、眼８３の位置を動かすことなく調整すればよい。また、ＰＢＳ４０を薄型に構成すれば、第一画像光６２の眼８３への入射位置が僅かにしか移動しないため、ハーフミラー８の角度の調整等を行う必要はない。
【００６２】
ＰＢＳ４０のスライド移動の範囲に対応する開口部５０には、ＰＢＳ４０から上方に延びる透明な円柱部材５１が挿入されている。使用者は、円柱部材５１を開口部５０に沿って移動させることで、ＰＢＳ４０をスライド移動させる。
【００６３】
図１６に示すように、ＰＢＳ４０が右斜め後方に移動することで第二遮光位置に進出すると、ＰＢＳ４０は、ハーフミラー８の第一方向側に位置する。この場合、図１６に示すように、ＨＭＤ１が備える液晶装置１０１から出射された第一画像光６２（ｓ偏光）の大部分（ＰＢＳ４０に光が吸収される影響があり、反射される光は１００％にはならず、例えば、９７％〜９９％の光）は、ＰＢＳ４０で第一方向側に反射され、使用者の眼８３に到達する。このため、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６を視認することができる。また、ＰＢＳ４０は、第二画像光６３の偏光角（ｓ偏光）の光を反射して遮光する偏光特性を有するので、第二画像光６３はＰＢＳ４０によって遮光され、ＰＢＳ４０の第一方向側には透過しない。よって、使用者には、液晶ディスプレイ７１の画像７２が、黒色に見える。この場合、第一画像光６２に基づく犬の画像７６が、黒色として視認される液晶ディスプレイ７１の画面に重なる（図１０参照）。よって、外界の背景と、第一画像光６２に基づく犬の画像７６とが重ならず、使用者は画像７６を視認し易くなる。
【００６４】
また、液晶ディスプレイ７１以外の背景の光には、ＰＢＳ４０が反射可能なｓ偏光以外の光も含まれているため、背景に含まれる支持台７３、時計７４、及び窓７５等の光のうちｓ偏光の以外の光は、ＰＢＳ４０とハーフミラー８とを第一方向に通過し、使用者の眼８３に到達する。このため、外界の背景（支持台７３、時計７４、及び窓７５等）の視認性を確保することができる（図１０参照）。つまり、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００６５】
以上のように、本実施形態におけるＨＭＤ１が構成される。本実施形態では、第一実施形態と同様に、使用者が視認する液晶装置１０１からの画像７６のコントラストが飛躍的に向上する。よって、使用者は、第一画像光６２に基づく画像７６をさらに鮮明に視認することができる。また、第一実施形態と同様に、顔の向きを変えるだけで容易に、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くする場合と、背景に重ねて第一画像光６２に基づく画像７６を視認する場合とを切り替えることができる。
【００６６】
また、ＰＢＳ４０は、第二遮光位置に向かって進退可能である（図１６及び図１７参照）。図１７に示すようにＰＢＳ４０を左斜め前方にスライド移動させ、第二遮光位置から退出させると、使用者は第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能になる。よって、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００６７】
なお、本発明は上記第二実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、ＰＢＳ４０がスライド移動することで、第二遮光位置（図１６参照）に移動していたが、これに限定されない。例えば、ＰＢＳ４０が第二遮光位置に固定されていてもよい。また、ＰＢＳ４０が板状で無くてもよい。例えば、ＰＢＳ４０が薄膜であり、ハーフミラー８の第一方向側の面に蒸着されることによって、ＰＢＳ４０が形成されてもよい。
【００６８】
また、例えば、前述の第一実施形態の変形例と同様に、ＰＢＳ４０を着脱可能に構成してもよい。この場合、使用者は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３に基づく画像７２を視認可能にするか否かを容易に切り替えることができる。
【００６９】
また、図１８に示すように、ハーフミラー８の第二方向側に、ＰＢＳ４０とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板６８を備えてもよい。この場合、例えば、液晶ディスプレイ７１の他に、第二画像光６３とは偏光角が異なる第二画像光６５を出射する液晶ディスプレイ（図示外）が存在する場合に、第三偏光板６８を第二画像光６５を遮光可能な偏光特性にする。これによって、図示外の液晶ディスプレイの第二画像光６５を遮光することができる（図１８参照）。よって、使用者は、図示外の液晶ディスプレイの画面を黒色に視認する。また、ＰＢＳ４０は、液晶ディスプレイ７１の第二画像光６３を遮光することができる。よって、ＨＭＤ１は、２種類のディスプレイ（液晶ディスプレイ７１、図示外の液晶ディスプレイ）のどちらを使用した場合でも、液晶装置１０１の第一画像光６２に基づく画像７６（図１０参照）を視認し易くすることができる。
【００７０】
また、ＰＢＳ４０がハーフミラー８の第一方向側に設けられていたが、これに限定されない。例えば、図１９及び図２０に示すように、ＰＢＳ４０の外周の周囲にハーフミラー８が設けられていてもよい。言い換えると、ハーフミラー８は、ＰＢＳ４０の板面４０１（図２０参照）を外側に延ばした方向（図２０の紙面上下左右方向）におけるＰＢＳ４０の周囲に設けられていてもよい。この場合でも、第一画像光６２がＰＢＳ４０によって、第一方向側に反射されて使用者の眼８３に到達し、第二画像光６３がＰＢＳ４０によって反射されて使用者の眼８３に到達しない。よって、ＨＭＤ１は、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【００７１】
また、ＰＢＳ４０が反射可能な光の偏光角、第一画像光６２の偏光角、及び第二画像光６３の偏光角は、それぞれｓ偏光に限定されない。例えば、各画像光６２，６３をｓ偏光とは異なる偏光角（例えば、ｐ偏光）にしてもよい。そして、ＰＢＳ４０は、各画像光６２，６３の偏光角に応じて、ｓ偏光とは異なる偏光角の光を遮光（反射）可能な偏光特性を有していてもよい。
【００７２】
また、上記の実施形態において、液晶ディスプレイ７１は、液晶方式のディスプレイであったが、これに限定されない。例えば、所定の偏光角で第二画像光を出射可能な方式であれば、液晶方式で無くてもよい。また、第一偏光板６０，６０１、第二偏光板６７、第三偏光板６８、ＰＢＳ４０等の位置や大きさは限定されない。第一偏光板６０，６０１、第二偏光板６７、第三偏光板６８、ＰＢＳ４０等は、第二画像光６３が、第一画像光６２を使用者に視認させる第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過するような位置、大きさであればよい。
【００７３】
また、上記実施形態において示した各実施例を組み合わせてもよい。例えば、図１５に示す実施形態において、第一偏光板６０や第二偏光板６７をスライド移動させたり、表裏回転させたり、着脱可能に構成してもよい。また、例えば、１つの偏光板をＨＭＤ１に着脱可能な場合、第一偏光板６０を装着する場合と、第二偏光板６７を装着する場合とを切替可能であってもよい。この場合、液晶ディスプレイから出射される第二画像光の偏光角に合わせて、遮光特性の異なる偏光板を切り替えることができる。よって、複数の液晶ディスプレイを使用した場合でも、外界の背景の視認性を確保しつつ、第一画像光６２に基づく画像７６を視認し易くすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ヘッドマウントディスプレイ
８ ハーフミラー
４０ ＰＢＳ
６０，６０１ 第一偏光板
６２ 第一画像光
６３，６５ 第二画像光
６７ 第二偏光板
６８ 第三偏光板
７１ 液晶ディスプレイ
１０１ 液晶装置
６０７ 板面
６０８ 板面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の頭部に配置されるヘッドマウントディスプレイであって、
第一画像光を出射する画像光出射手段と、
前記画像光出射手段によって出射された前記第一画像光の一部を第一方向に反射して使用者の眼に入射させるとともに、前記第一画像光の残りの部分を透過させる板状のビームスプリッタと、
前記第一方向の反対方向である第二方向側から入射する所定の偏光角を有する第二画像光が、前記第一画像光を使用者に視認させる前記第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するよう設けられており、前記所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する遮光手段と
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。
【請求項２】
前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する第一偏光板であり、
前記第一偏光板は、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置にあることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に着脱可能であることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に向かって進退可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記第一偏光板は、前記第一偏光板の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記第一偏光板は、前記第一偏光板の一方の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態と、前記第一偏光板の他の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態とで、表裏反転可能であることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記第一偏光板と前記ビームスプリッタとの間、又は前記第一偏光板の前記第二方向側に設けられ、前記第一偏光板が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板を備えたことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項８】
前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を反射することで前記第二画像光を遮光する偏光特性を有するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）であり、
前記ビームスプリッタは、前記ＰＢＳの第二方向側、又は、前記ＰＢＳの板面を外側に延ばした方向における前記ＰＢＳの周囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
前記ＰＢＳは、前記ビームスプリッタの前記第一方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置にあることを特徴とする請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に向かって進退可能に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に着脱可能であることを特徴とする請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタの前記第二方向側に、前記ＰＢＳとは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板を備えたことを特徴とする請求項８から１１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１】
使用者の頭部に配置されるヘッドマウントディスプレイであって、
第一画像光を出射する画像光出射手段と、
前記画像光出射手段によって出射された前記第一画像光の一部を第一方向に反射して使用者の眼に入射させるとともに、前記第一画像光の残りの部分を透過させる板状のビームスプリッタと、
前記第一方向の反対方向である第二方向側から入射する所定の偏光角を有する第二画像光が、前記第一画像光を使用者に視認させる前記第一方向側の表示領域の少なくとも一部に透過することを防止するよう設けられており、前記所定の偏光角の光を遮光する偏光特性を有する遮光手段と
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。
【請求項２】
前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を遮光し、他の偏光角の光を透過する偏光特性を有する第一偏光板であり、
前記第一偏光板は、前記ビームスプリッタの前記第二方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第一遮光位置にあることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に着脱可能であることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記第一偏光板は、前記第一遮光位置に向かって進退可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記第一偏光板は、前記第一偏光板の板面に直交する方向に沿った軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記第一偏光板は、前記第一偏光板の一方の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態と、前記第一偏光板の他の板面が前記ビームスプリッタ側に位置する状態とで、表裏反転可能であることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記第一偏光板と前記ビームスプリッタとの間、又は前記第一偏光板の前記第二方向側に設けられ、前記第一偏光板が遮光可能な偏光角とは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第二偏光板を備えたことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項８】
前記遮光手段は、前記所定の偏光角を有する前記第二画像光を反射することで前記第二画像光を遮光する偏光特性を有するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、偏光ビームスプリッタ）であり、
前記ビームスプリッタは、前記ＰＢＳの第二方向側、又は、前記ＰＢＳの板面を外側に延ばした方向における前記ＰＢＳの周囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
前記ＰＢＳは、前記ビームスプリッタの前記第一方向側に位置して前記第二画像光が前記第一方向側の前記表示領域の少なくとも一部に透過することを防止する第二遮光位置にあることを特徴とする請求項８に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１０】
前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に向かって進退可能に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１１】
前記ＰＢＳは、前記第二遮光位置に着脱可能であることを特徴とする請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタの前記第二方向側に、前記ＰＢＳとは異なる偏光角の光を遮光可能な偏光特性を有する第三偏光板を備えたことを特徴とする請求項８から１１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−７６９５９（Ｐ２０１３−７６９５９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８３９５（Ｐ２０１１−２１８３９５）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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