光学系统技术方案

本发明专利技术的课题在于提供一种排除重影像，并且可提高主像的亮度的光学系统。光学系统具有：图像显示装置，射出图像；线性偏振器，与图像建立对应关联的光通过；第一1/4波片，从线性偏振器接收光；半反射镜；反射偏振器；及第二1/4波片，位于反射偏振器与半反射镜之间，所述光学系统通过第一1/4波片的延迟量与第二1/4波片的延迟量相等来解决课题。片的延迟量相等来解决课题。片的延迟量相等来解决课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学系统


[0001]本专利技术涉及一种使用VR(virtual reality：虚拟现实)用头戴式显示器等的光学系统。

技术介绍

[0002]有如下光学装置，即，为了体验不会使现实世界的外部光通过的所谓的沉浸式虚拟现实(VR)，使使用者佩戴而将图像引导至使用者的眼睛。
[0003]在该光学装置中采用如下结构，即，为了使使用者感觉到图像的远近感，通过反射偏振器等反射1次从图像显示装置射出的光之后，使用反射镜等再次进行反射，并将其引导至使用者的眼睛。
[0004]例如，专利文献1中记载有如下头戴式显示器用光学系统，即，从图像显示装置侧依次具有线性偏振器、1/4波片、半反射镜、1/4波片及反射偏振器，并且能够用作VR用光学装置。
[0005]在该光学系统中，通过使光在半反射镜与反射偏振器之间往复而加长光路长度，使使用者感觉到图像的远近感。
[0006]在该光学系统中，需要2片1/4波片。专利文献1中还记载有如下内容，即，各1/4波片使用没有色差的1/4波片，由此在宽光谱整个区域能够进行直线偏振光与圆偏振光之间的转换。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特表2019
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526075号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的技术课题
[0011]在专利文献1中所记载的光学系统中，从图像显示装置射出的光在最初通过的1/4波片中，将可见区域的各波长完全转换为圆偏振光，且在第2次通过的1/4波片中，将可见区域的各波长完全转换为直线偏振光，由此通过反射偏振器能够将光完全反射到图像显示装置侧。
[0012]然而，当任一个1/4波片无法将可见区域的各波长完全转换为直线偏振光而在2片1/4波片中在偏振功能上出现偏差时，导致一部分光会通过最初的反射偏振器，从而成为在与原本应视觉辨认的主像之间会看到双重像的所谓的重影像的原因。
[0013]并且，当任一个1/4波片无法将可见区域的各波长完全转换为直线偏振光时，一部分波长的光在半反射镜与反射偏振器之间无法使光往复，从而存在主像的亮度减少而看起来很暗的课题。
[0014]本专利技术的课题在于提供一种排除重影像，并且可提高主像的亮度的光学系统。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]为了解决该课题，本专利技术具有如下结构。
[0017][1]一种光学系统，其具有：
[0018]图像显示装置，射出图像；
[0019]线性偏振器，与图像建立对应关联的光通过；
[0020]第一1/4波片，从线性偏振器接收光；
[0021]半反射镜；
[0022]反射偏振器；及
[0023]第二1/4波片，位于反射偏振器与半反射镜之间，
[0024]所述光学系统的特征在于，
[0025]第一1/4波片的延迟量与第二1/4波片的延迟量相等。
[0026][2]根据[1]所述的光学系统，其中，第一1/4波片及所述第二1/4波片分别为由多个光学各向异性层构成的层叠型波片。
[0027][3]根据[1]或[2]所述的光学系统，其中，第一1/4波片及第二1/4波片为使用相同的光学各向异性层而构成的层叠型波片，光学各向异性层的层叠顺序以半反射镜为中心成为镜面对称的配置，且配置成相同的光学各向异性层彼此的光轴正交。
[0028][4]根据[1]～[3]中任一项所述的光学系统，其中，第一1/4波片及第二1/4波片中的至少一个为由3层以上光学各向异性层构成的层叠型波片，以波长450nm来测定的面内延迟值即Re(450)、以波长550nm来测定的面内延迟值即Re(550)及以波长650nm来测定的面内延迟值即Re(650)满足Re(450)≤Re(550)≤Re(650)的关系。
[0029][5]根据[1]～[4]中任一项所述的光学系统，其中，第一1/4波片及第二1/4波片中的至少一个包含具有以厚度方向为螺旋轴的液晶化合物的扭曲结构的层。
[0030][6]根据[1]～[5]中任一项所述的光学系统，其中，在线性偏振器与反射偏振器之间具有光学补偿层。
[0031][7]一种光学系统，其具有：
[0032]图像显示装置，射出图像；
[0033]线性偏振器，与图像建立对应关联的光通过；
[0034]第一1/4波片，从线性偏振器接收光；
[0035]半反射镜；
[0036]反射偏振器，选择性地反射圆偏振光，
[0037]所述光学系统的特征在于，
[0038]反射偏振器为具有1层以上胆甾醇型液晶层的反射偏振器，胆甾醇型液晶层中的至少1层具有在膜厚方向上螺旋节距发生变化的节距梯度结构。
[0039][8]根据[7]所述的光学系统，其中，反射偏振器的可见光区域中的透射率的最大值与最小值之差为3％以下。
[0040][9]根据[7]或[8]所述的光学系统，其包含1层以上固定具有聚合性基团的液晶化合物的垂直取向而成的相位差层。
[0041][10]根据[9]所述的光学系统，其中，相位差层的合计Rth(550)满足下述式。
[0042]式)|Rth(550)|≥200nm
[0043]在此，Rth(550)表示相位差层的厚度方向的相位差。
[0044][11]根据[9]或[10]所述的光学系统，其中，相位差层与胆甾醇型液晶层相邻。
[0045][12]根据[7]或[8]所述的光学系统，其中，反射偏振器具有由棒状液晶化合物构成的至少1层棒状胆甾醇型液晶层及对具有聚合性基团的圆盘状液晶化合物进行垂直取向的至少1层圆盘状胆甾醇型液晶层。
[0046][13]根据[12]所述的光学系统，其中，圆盘状胆甾醇型液晶层的合计Rth(550)满足下述式。
[0047]式)|Rth(550)|≥200nm
[0048]在此，Rth(550)表示圆盘状胆甾醇型液晶层的厚度方向的相位差。
[0049][14]根据[12]或[13]所述的光学系统，其中，棒状胆甾醇型液晶层与圆盘状胆甾醇型液晶层相邻。
[0050][15]根据[7]～[14]中任一项所述的光学系统，其中，反射偏振器加工成曲面形状。
[0051][16]根据[7]～[15]中任一项所述的光学系统，其中，反射偏振器具有聚合了液晶组合物的液晶聚合物，所述液晶组合物包含具有1个聚合性基团的液晶化合物。
[0052][17]根据[7]～[16]中任一项所述的光学系统，其还具有第三1/4波片及线性偏振器。
[0053][18]一种光学系统，其具有：
[0054]图像显示装置，射出图像；
[0055]线性偏振器，与图像建立对应关联的光通过；
[0056]第一1/4波片，从线性偏振器接收光；
[0057]半反射镜；
[0058]反射偏振器，选择性地反射圆偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学系统，其具有：图像显示装置，射出图像；线性偏振器，使与所述图像建立对应关联的光通过；第一1/4波片，从所述线性偏振器接收所述光；半反射镜；反射偏振器；及第二1/4波片，位于所述反射偏振器与所述半反射镜之间，其特征在于，所述第一1/4波片的延迟量与所述第二1/4波片的延迟量相等。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一1/4波片及所述第二1/4波片分别为由多个光学各向异性层构成的层叠型波片。3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其中，所述第一1/4波片及所述第二1/4波片为使用相同的光学各向异性层而构成的层叠型波片，所述光学各向异性层的层叠顺序以所述半反射镜为中心成为镜面对称的配置，且配置成相同的所述光学各向异性层彼此的光轴正交。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统，其中，所述第一1/4波片及所述第二1/4波片中的至少一个为由3层以上的光学各向异性层构成的层叠型波片，以波长450nm来测定的面内延迟值即Re(450)、以波长550nm来测定的面内延迟值即Re(550)及以波长650nm来测定的面内延迟值即Re(650)满足Re(450)≤Re(550)≤Re(650)的关系。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学系统，其中，所述第一1/4波片及所述第二1/4波片中的至少一个包含具有以厚度方向为螺旋轴的液晶化合物的扭曲结构的层。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学系统，其中，在所述线性偏振器与所述反射偏振器之间具有光学补偿层。7.一种光学系统，其具有：图像显示装置，射出图像；线性偏振器，使与所述图像建立对应关联的光通过；第一1/4波片，从所述线性偏振器接收所述光；半反射镜；及反射偏振器，选择性地反射圆偏振光，其特征在于，所述反射偏振器为具有1层以上的胆甾醇型液晶层的反射偏振器，所述胆甾醇型液晶层中的至少1层具有在膜厚方向上螺旋节距发生变化的节距梯度结构。8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述反射偏振器的可见光区域中的透射率的最大值与最小值之差为3％以下。9.根据权利要求7或8所述的光学系统，其中，所述光学系统包含1层以上的将具有聚合性基团的液晶化合物的垂直取向固定而成的相位差层。
10.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述相位差层的合计的Rth(550)满足下述式，式)|Rth(550)|≥200nm在此，Rth(550)表示所述相位差层的厚度方向的相位差。11.根据权利要求9或10所述的光学系统，其中，所述相位差层与所述胆甾醇型液晶层相邻。12.根据权利要求7或8所述的光学系统，其中，所述反射偏振器具有由棒状液晶化合物构成的至少1层棒状胆甾醇型液晶层及对具有聚合性基团的圆盘状液晶化合物进行垂直取向而成的至少1层圆盘状胆甾醇型液晶层。13.根据权利要求12所述的光学系统，其中，所述圆盘状胆甾醇型液晶层的合计的Rth(550)满足下述式，式)|Rth(550)|≥200nm在此，Rth(550)表示所述圆盘状胆甾醇型液晶层的厚度方向的相位差。14.根据权利要求12或13所述的光学系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：米本隆，齐藤之人，滨地洋平，石黑诚，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：