JP2000275566A - 小型コリメーター装置 - Google Patents

小型コリメーター装置

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JP2000275566A JP2000056523A JP2000056523A JP2000275566A JP 2000275566 A JP2000275566 A JP 2000275566A JP 2000056523 A JP2000056523 A JP 2000056523A JP 2000056523 A JP2000056523 A JP 2000056523A JP 2000275566 A JP2000275566 A JP 2000275566A
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Michael Hoppe
ホップ マイケル
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KAISER ELECTRO OPT Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリメーター接眼鏡として使える、コンパク
トで、軽量の、多波長ディスプレーシステムを提供する
こと。 【解決手段】 像源１０９からの円偏光の一部を、光学
素子１０７および１０５の間に介在する部分的反射コー
ティング１１３に、偏光を変ずに通過させ、それを四分
の一波長板１０３で直線偏光にする。偏光選択光学素子
１０１が１０３を通過した特定の直線偏光を反射する。
素子１０１によって反射された光は、再び四分の一波長
板１０３を通過するので、偏光が、像源１０９が作った
光と同じ旋回性の円偏光へ変えられる。光の一部は、コ
ーティング１１３によって反射され、偏光が反転され
て、素子１０１と四分の一波長板１０３の組合せを実質
的にお構いなしに通過し、コーティング１１３の曲率に
依って、観察者１１１が見た無限遠または所望の有限距
離に集束する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、視覚
表示装置システムに関し、更に詳しくは、四分の一波長
板と組合せて偏光選択光学素子を使う、コンパクトなコ
リメーターシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的コリメーター装置は、かなり長い
間知られている。例えば、米国特許第４，７０４，０１
０号は、単一平凸レンズを使って光学的コリメータービ
ームを作ることができる装置を開示する。凸面に指標を
付け、平面の中央部に反射コーティングを付ける。指標
から出る光がレンズを通って複光路を作り、平面からコ
リメートされたビームとして出る。指標は、無限遠に結
像する。特定の実施例では、プリズムを使って指標を照
明する。
【０００３】米国特許第４，８５９，０３１号は、半反
射性凹面鏡およびコレステリック液晶素子を使う光学的
コリメーター装置を開示する。開示した実施例の少なく
とも一つでは、コリメーターをコンバイナと共に使い、
それによってこのシステムをヘッドアップディスプレー
装置に使えるようにする。観察者の視線の像が実質的に
このコンバイナ、半反射性鏡およびコレステリック液晶
を通ってこの観察者へ進む。発生源によって発生した像
がコンバイナによってこの観察者の視線へ反射される。
発生した像は、半反射性鏡を通過しコレステリック液晶
素子へ進む。コレステリック素子は、この像を半反射性
鏡の凹面へ反射し戻す。凹面鏡は、発生源の像を作ると
同時に像の偏光を反転し、それによってそれをコレステ
リック素子を通って観察者へ進めさせる。
【０００４】米国特許第５，４０８，３４６号は、コレ
ステリック液晶素子を使う光学コリメーター装置を開示
し、この装置は、像透過率の向上を示す。反射性および
透過性の両方のシステムが開示されている。この特許
は、コンバイナと共にコリメーターを使うことも開示
し、それによって複数の像をユーザが見るために重ねら
れるようにする。
【０００５】米国特許第５，７１５，０２３号は、コリ
メーター接眼鏡として使い得る、コンパクトなディスプ
レーシステムを開示する。このシステムは、コレステリ
ック液晶素子を光学的ダブレットと組合せて使う。部分
的に反射性のコーティングがこのダブレットを構成する
二つのシングレット間の境界面にある。このシステムの
設計は、素子対空気および／または素子対素子の境界面
数を減らし、それによって、丈夫で、振動耐性のあるデ
ィスプレーシステムを作りながら、損失およびゴースト
を減少する。開示したシステムの一実施例では、多数の
コレステリック液晶素子を使い、それによって多色ディ
スプレーシステムを実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記から、広範囲の波
長に亘って作動できる、コンパクトな、コリメーター接
眼鏡が期待されることは明らかである。この装置は、大
きさと重さが重要な要因である、頭部装着式ディスプレ
ーの領域で特に注目を集めている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、コリメーター
接眼鏡としての特定用途がある、コンパクトで、軽量の
ディスプレーシステムを提供する。このシステムは、一
つの直線偏光状態を反射し、一方直交する直線偏光状態
の出力光を透過する偏光選択光学素子、またはＰＳ素子
を利用する。本発明のＰＳ素子は、四分の一波長板およ
び光学素子と組合せて使用し、光学素子は部分的反射面
を含む。ＰＳ素子と組合せて使用する光学素子は、光学
的ダブレットであるのが好ましい。この構成では、部分
的反射コーティングがこのダブレットを構成する二つの
シングレットの間の境界面にある。
【０００８】このシステムは、単独に、または他の光学
素子と組合せて、所望の旋回性の円偏光を作る像源を含
む。例えば、像源は、ランダム偏光を作り、所望の円偏
光を実現するために、次にそれを直線偏光子および四分
の一波長遅滞装置に通してもよい。像源からの光は、四
分の一波長板を通過する前に、部分的反射コーティング
を含む光学素子を通る。部分的反射コーティングは、透
過光の偏光を変えないが、一方四分の一波長板は、円偏
光を直線偏光にする。このシステムは、ＰＳ素子が四分
の一波長板を通過する特定の直線偏光の光を反射するよ
うに設計する。ＰＳ素子による反射の後、光は、四分の
一波長板を２度目に通り、それによって像源が出した元
と同じ旋回性の円偏光に戻る。光の一部を光学素子上の
部分的反射コーティングによって反射し、反射が円偏光
の旋回方向を反転する。反転のために、光学素子によっ
て反射された光は、実質的にお構いなしに四分の一波長
板とＰＳ素子の組合せを通過するようにされる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の特定の実施例では、装置
全体を互いに結合し、それによって非常に振動耐性のあ
る装置を実現する。この実施例では、像源と必要な像源
偏光子を光学的ダブレットに結合し、このダブレット
は、シングレットの間の境界面に部分的反射コーティン
グを含む。四分の一波長板とＰＳ素子の組合せを、ダブ
レットの像源と反対の表面に直接被着する。像品質を向
上するために、反射防止コーティングは勿論、もう一つ
の偏光子をこの装置の出口表面に付けることができる。
【００１０】本発明のもう一つの実施例では、像源から
の光をコンバイナからこの装置の中へ反射し、それによ
って第２像をこの第１像に結合可能にする。このコンバ
イナは、単純な部分的反射コーティングまたは波長若し
くは偏光選択反射コーティングを利用できる。本発明の
この実施例は、理想的にはヘッドアップディスプレーに
使うのに適する。
【００１１】本発明の性質および利点の更なる理解は、
この明細書の残りの部分および図面を参照することによ
って実現するだろう。
【００１２】
【実施例】本発明は、一つの直線偏光状態を反射し、一
方直交する直線偏光状態の出力光を透過する偏光選択光
学素子（以後ＰＳ素子と称する）を利用する。そのよう
な材料の例は、３ＭTM製の二重輝度増強フィルム（ＤＢ
ＥＦ）である。そのような材料は、特定の平面または直
線方向の偏光の広帯域波長の電磁放射線、例えば可視光
を効率よく反射するが、直交偏光の光は透過するように
設計することができる。例えば、ＰＳ素子は、ｐ偏光し
た可視光は反射するが、ｓ偏光した光は透過するように
設計できる。このＰＳ素子は、透過光の偏光も反射光の
偏光も変えない。
【００１３】図１は、本発明による結像システム１００
の説明図である。本発明のこの実施例は、四分の一波長
板１０３と共にＰＳ素子１０１を利用する。システム１
００は、セメント接合した二つの平シングレット（ｓｉ
ｎｇｌｅｔｓ）１０５および１０７から成るダブレット
並びに像源１０９も含む。本発明のこの実施例では、像
源１０９が円偏光を作る。
【００１４】システム１００の光学的ダブレットの曲率
は、像源１０９から、例えば、観察場所１１１に、コリ
メートした像を作るように設計する。コリメートした像
の提供は、本発明の好適用途であるが、このシステム
は、他の用途にも使うことができる。同様に、本発明に
単一光学素子を使うことができるが、本発明の好適実施
例は、光学的ダブレットを使う。図１に示すように光学
的ダブレットを使うことは、素子対空気および／または
素子対素子の境界面数を減らし、それによって、より丈
夫で、より振動耐性のあるディスプレーシステムを作り
ながら、損失およびゴーストを減少する。
【００１５】図示する実施例では、シングレット１０５
が平凸レンズで、シングレット１０７が平凹レンズであ
る。シングレット１０５と１０７の間の境界に、部分的
反射コーティング１１３がある。この好適実施例で、コ
ーティング１１３は、対象（ｉｎｔｅｒｅｓｔ）波長領
域で透過率が約５０％および反射率が約５０％の誘電体
コーティングである。
【００１６】作動する際、像源１０９からの光の一部が
コーティング１１３をお構いなしに通過する。通過する
光の量は、コーティング１１３の反射率に依る。コーテ
ィング１１３を通過する光の偏光は変らない。コーティ
ング１１３を通過する円偏光した光は、四分の一波長板
１０３を通過し、円偏光した光を直線偏光にする。この
システムは、ＰＳ素子１０１が偏光子１０３を通過する
特定の偏光の直線偏光を反射する。ＰＳ素子１０１によ
って反射された光が再び四分の一波長板１０３を通過す
るので、偏光が直線偏光から、像源１０９が作った光と
同じ旋回性の円偏光へ変えられる。この光の一部は、コ
ーティング１１３によって反射され、反射される量は、
コーティング１１３の反射率に依る。コーティング１１
３によって反射された光の偏光は反転され、それによっ
てそれをＰＳ素子１０１と四分の一波長板１０３の組合
せを実質的にお構いなしに通過させる。システム１００
を通過する光によって場所１１１に作られる像は、主と
して塗被面１１３の曲率による。例えば、面１１３は、
コリメートした光ビームを作るように設計できる。
【００１７】本発明の特定の例では、像源１０９からの
光が右旋円偏光（即ち、ＲＣＰ）である。面１１３を５
０／５０のコーティングで塗被したとすると、像源１０
９からの光の約５０％がコーティング１１３を四分の一
波長板１０３へ通過する。このＲＣＰ光が四分の最初に
一波長板１０３を通過をすると、それは第１偏光の直線
偏光に変えられる。ＰＳ素子１０１がこの直線偏光を四
分の一波長板１０３を通して反射し戻し、反射面１１３
に入射するＲＣＰ光ができる。再び、面１１３に入射す
る光の５０％が失われる。面１１３によって反射された
光の部分は、お構いなしに反転し、それによって左旋円
偏光（即ち、ＬＣＰ）になる。このＬＣＰ光が四分の一
波長板１０３を通過をするとき、それは第１偏光と直交
する第２偏光の直線偏光に変えられる。この光は、１０
１を通過する。この様に元の放射の約２５％がシステム
１００を通過する。コリメーターシステム１００は、他
の偏光にも同様に良く作動するように設計できる。
【００１８】図１に示す実施例は、像源１０９と直接関
係する偏光子を何も含まない。従って、もし、像源１０
９が、設計したＰＳ素子１０１と四分の一波長板１０３
の組合せ用以外の出力光を出しても、この出力光は、コ
ーティング面１１３による適切な反射を受けない。例え
ば、もし、ＰＳ素子１０１と四分の一波長板１０３を、
先の例同様、入射ＲＣＰ光を反射するように設計するな
らば、像源１０９によって作られたＬＣＰ光は、面１１
３によって反射されることなく、システム１００を通過
する。それで、もし面１１３が像源１０９のコリメート
した像を作ることを意図するなら、この像源によって作
られたＬＣＰ光は、お構いなくこのシステムを通過し、
従って反射面１１３によってコリメートされない。その
結果、場所１１１に表示される像の質が低下するだろ
う。
【００１９】図２は、機能的に図１に示した実施例と同
等の、本発明の実施例を図解する。先の実施例同様、こ
のシステムは、像源１０９、四分の一波長板１０３、お
よびＰＳ素子１０１を含む。この実施例では、素子１０
５および１０７から成る光学的ダブレットを単一光学素
子２０１で置換する。光学素子２０１は、好ましくは面
２０３上に被着した、反射コーティングを含むが、この
コーティングは、面２０５に付けることも出来る。この
被覆した面は、このＰＳ素子／四分の一波長板の組合せ
によって反射された光に所望程度のコリメーションを与
えるために適切な曲率を有する。この実施例は、機能的
には先の実施例と同等であるが、素子対空気境界面の追
加のために、それは、典型的には効率が悪い。
【００２０】システム１００および２００は、広帯域結
像に対する同じ性能を共有し、それによってそれらをコ
ンパクトな、多色（即ち、多波長）コリメーターシステ
ムとして使えるようにする。像源の出力に対する以外
に、この広帯域性能の主な制限は、反射コーティングの
波長依存性によって課されるものであるので、広帯域反
射コーティングを使うのが好ましい。そのようなコーテ
ィングは、当業者に良く知られ、従ってこの明細書では
詳しく説明しない。
【００２１】図３は、この発明の代替実施例を図解す
る。この実施例は、図１に示す実施例同様、平凸シング
レット１０５、平凹シングレット１０７、並びにシング
レット１０５および１０７の間に介在する部分的反射コ
ーティング１１３を含む。この１０５／１０７ダブレッ
トが、この実施例の独特の特徴を維持しながら、図２の
素子２０１に類似の素子で置換できることは分ってい
る。この実施例もＰＳ素子１０１と四分の一波長板１０
３を含む。
【００２２】本発明のこの実施例は、ランダム偏光を生
ずる像源３０１を使用する。何種類の像源でもこの実施
例に使うことができ、例えば、像源３０１がブラウン管
（ＣＲＴ）でもよい。像源３０１からの光が偏光子３０
３で直線偏光され、次に四分の一波長遅滞装置３０５を
通り、その装置がこの像光をこのＰＳ素子／四分の一波
長板の組合せが要求するのと同じ旋回方向に円偏光す
る。反射損失を減らすため、反射防止（ＡＲ）コーティ
ング３０７を偏光子３０３の外面に付けるのが好まし
い。この光は、ＰＳ素子／四分の一波長板の組合せを含
むディスプレーシステムを通過し、次に像コントラスト
を改善し且つゴーストを減らすために任意のコーティン
グ積層を通過する。この積層は、偏光子３０９およびＡ
Ｒコーティング３１１から成る。代替実施例では、偏光
子３０３および遅滞装置３０７を像源３０１に直接結合
する。
【００２３】図４は、図３に示すシステムの代替実施例
を図解する。このシステムでは、像源３０１を直接この
装置に結合し、それによって空気境界面のもう一つの対
（即ち、像源／空気および空気／偏光子）を無くする。
この全システムは、像源３０１、直線偏光子３０３、四
分の一波長遅滞装置３０５、平凹シングレット１０７、
部分的反射コーティング１１３、平凸シングレット１０
５、四分の一波長板１０３、ＰＳ素子１０１、偏光子３
０９（任意）、およびＡＲコーティング３１１（任意）
から成る。このシステムで唯一の表面対空気の境界面
は、出口表面でのそれであり、それによって像コントラ
ストを改善し且つこのシステムの複雑さおよびコストを
低減することは勿論、多数の出力光損失およびゴースト
源を無くする。
【００２４】図５は、第１像源からの像を第２像源から
の像と結合するようにする、本発明の実施例を図解す
る。この実施例の基本システムは、平凸シングレット５
０１、平凹シングレット５０３、シングレット５０１と
５０３の間に介在する部分的反射コーティング５０５、
四分の一波長板５０６、ＰＳ素子５０７、像源５０９、
およびコンバイナ５１１から成る。このシステムは、Ａ
Ｒコーティング５１３（任意）、直線偏光子５１５、お
よび四分の一波長板５１７も含む。四分の一波長板５１
７は、直線偏光した像源光を円偏光してそれが四分の一
波長板５０６／ＰＳ素子５０７の組合せに対して適切な
旋回方向を有するようにする。性能を向上するために、
このシステムは、偏光子５１９およびＡＲコーティング
５２１も含む。
【００２５】コンバイナ５１１を作るための多くの技術
がこの技術分野で知られている。例えば、コンバイナ５
１１は、像源５０９からの像を観察者５２５の視線へ反
射し、一方同時に像源５２７の像を観察者へ通す部分的
反射器でもよい。この実施例に使える他の種類のコンバ
イナは、波長選択性反射コーティングを有するコンバイ
ナである。そのようなコンバイナは、理想的には像源５
０９から最少の情報しか要らない用途に適する。例え
ば、像源５０９を像源５２７からの像に標識（例えば、
目標設定システム）または計測器（例えば、ヘッドアッ
プディスプレー上の燃料、対気速度、高度等）を投影す
るために使ってもよい。そのような用途では、像源５０
９からの情報を提供するために一つか二つの波長の光し
か要らない。それで、コンバイナ５１１は、これらの一
つか二つの波長だけを反射し、他の全ての波長の光は通
すように設計することができる。この手法の利点は、反
射コーティングを非常に効率的にでき、それで像源５０
９からの所定の波長の出力光の殆どを反射し、一方像源
５２７が出すスペクトルの非常に僅かな部分以外の全て
を通すことである。
【００２６】像源５０９がＬＣＤであれば、像源５０９
が出す光は直線偏光される。この構成の好適実施例にこ
の光源があるとすれば、コンバイナ５１１は、像源５０
９が出した偏光を非常に効率よく反射する偏光ビームス
プリッターである。９０／１０ビームスプリッターであ
るとし、更に像源５２７が非偏光を出すと仮定すると、
像源５２７が出す光の約５０％がコンバイナ５１１を通
る。この構成では、直線偏光子５１５が必要ない。
【００２７】図６は、ヘッドセット構成での本発明の使
用法を図解する。この構成の装置は、この装置をユーザ
の頭に取付けるヘッドマウント６０１、およびディスプ
レー６０３を含む。この実施例では、ディスプレー６０
３が図５に示すのと同じ設計である。大きさ変更ノブ６
０５が個々のユーザの頭の大きさに合うようにこのヘッ
ドマウントの大きさを調節する。ディスプレー６０３
は、調整可能アーム６０７を介してヘッドマウント６０
１に取付ける。
【００２８】一般的に、本発明が関連する当業者は、構
成の多くの変更および広く異なる実施例がその精神およ
び本質的特性から逸脱することなく独りでに念頭に浮ぶ
ことが分るだろう。例えば、シングレット１０５および
１０７の曲率は、このシステムに異なる光学屈折力を与
えるために変えてもよい。更に、所望の用途に依って、
シングレット１０５と１０７の間の境界面は、球面、非
球面、または平面でもよい。その上更に、シングレット
間の反射コーティングは、５０／５０誘電体（ｄｉｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ）コーティングである必要はない。その上
更に、先に記したように、ダブレットの代りにシングレ
ットを使うことができる。
【００２９】従って、ここの開示および説明は、前記の
請求項に示すこの発明の範囲の例示であって、限定を意
図しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＳ素子および光学ダブレットを利用する、本
発明の実施例の説明図である。
【図２】光学ダブレットを単一光学素子で置換えたこと
を除いて、図１に示す実施例に類似する実施例の説明図
である。
【図３】像コントラストを改善し且つゴーストを減らす
ために種々の光学コーティングを利用する実施例の説明
図である。
【図４】ディスプレー源を接眼鏡光学列に直接取付けた
実施例の説明図である。
【図５】第１像源からの像を第２像源からの像と結合す
るようにする、本発明の実施例の説明図である。
【図６】ヘッドセット構成での本発明の使用法を図解す
る。
【符号の説明】
１００ 光学的コリメーター装置 １０１ 偏光選択光学素子 １０３ 四分の一波長板 １０５ 第２光学シングレット １０７ 第１光学シングレット １０９ 像源 １１３ 部分的反射コーティング ３０１ 像源 ３０３ 直線偏光素子 ３０５ 第２四分の一波長板 ３０９ 偏光素子 ３１１ 反射防止コーティング ５０１ 第２光学シングレット ５０３ 第１光学シングレット ５０５ 部分的反射コーティング ５０６ 四分の一波長板 ５０７ 偏光選択光学素子 ５０９ ＬＣＤ像源 ５１１ コンバイナ素子 ５１７ 円偏光子 ５２５ 観察者 ５２７ 第２像源

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 像を観察者が見た無限遠または所望の有
    限距離に集束するための光学的コリメーター装置であっ
    て：光学素子；前記光学素子の表面上に被着した部分的
    反射コーティング；少なくとも第１旋回方向の円偏光で
    上記像を作るための、前記光学素子の第１側に隣接する
    像源；前記光学素子の第２側に隣接し、前記第１旋回方
    向の円偏光を第１方向の直線偏光に変える四分の一波長
    板；および前記四分の一波長板に隣接し、前記第１方向
    の直線偏光の光を前記直線偏光の前記第１方向を変える
    ことなく実質的に反射し、該第１方向の直線偏光と直交
    する第２方向の直線偏光を実質的に透過する偏光選択光
    学素子を有する装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置に於いて、前記光学素子
    の表面が凹面である装置。
  3. 【請求項３】 請求項１の装置に於いて、前記光学素子
    の表面が該光学素子の前記第１側に相当する装置。
  4. 【請求項４】 請求項１の装置に於いて、前記光学素子
    の表面が該光学素子の前記第２側に相当する装置。
  5. 【請求項５】 請求項１の装置に於いて、前記光学素子
    が：第１面および第２面を有する第１光学シングレッ
    ト；第１面および第２面を有する第２光学シングレット
    であって、前記第１光学シングレットの第１面が前記第
    ２光学シングレットの第１面に結合され、前記部分的反
    射コーティングが前記第１光学シングレットの第１面と
    前記第２光学シングレットの第１面の間に介在する前記
    第２光学シングレットを有する装置。
  6. 【請求項６】 請求項５の装置に於いて、前記第１光学
    シングレット第１面が凹面であり、前記第１光学シング
    レットの第２面が平面であり、前記第２光学シングレッ
    トの第１面が凸面であり、および前記第２光学シングレ
    ットの第２面が平面である装置。
  7. 【請求項７】 請求項１の装置に於いて、前記像源が直
    線偏光を透過する液晶ディスプレーおよび該直線偏光を
    少なくとも前記第１旋回方向の円偏光に変換するための
    円偏光子から成る装置。
  8. 【請求項８】 請求項１の装置に於いて、前記像源が直
    線偏光を透過する液晶ディスプレーおよび該直線偏光を
    少なくとも前記第１旋回方向の円偏光に変換するための
    四分の一波長遅延装置素子から成る装置。
  9. 【請求項９】 請求項１の装置に於いて、前記像源が単
    純源、直線偏光素子、および直線偏光を少なくとも前記
    第１旋回方向の円偏光に変換するための円偏光子から成
    る装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１の装置に於いて、前記像源が
    単純源、直線偏光素子、および直線偏光を少なくとも前
    記第１旋回方向の円偏光に変換するための四分の一波長
    遅延装置素子から成る装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１の装置であって、更に、前記
    偏光選択光学素子の出口表面に付着した偏光素子を有す
    る装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１の装置であって、更に、前
    記偏光素子の出口表面に付着した反射防止コーティング
    を有する装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１の装置であって、更に、前記
    像を第２像源によって作った第２像と結合するためのコ
    ンバイナ素子、観察者の視線にある前記第２像源を含
    み、前記コンバイナ素子が前記第２像源と前記光学素子
    の前記第１側の間に介在する装置。
  14. 【請求項１４】 請求項５の装置であって、更に、前記
    像を第２像源によって作った第２像と結合するためのコ
    ンバイナ素子、観察者の視線にある前記第２像源を含
    み、前記コンバイナ素子が前記第２像源と前記第１光学
    シングレットの前記第２面の間に介在する装置。
  15. 【請求項１５】 第１像と第２像を組合せるための光学
    装置であって：第１面および第２面を有する第１光学シ
    ングレット；第１面および第２面を有する第２光学シン
    グレットであって、前記第１光学シングレットの第１面
    が前記第２光学シングレットの第１面に結合された第２
    光学シングレット；前記第１光学シングレットの第１面
    と前記第２光学シングレットの第１面の間に介在する部
    分的反射コーティング；少なくとも第１波長帯域内で第
    １直線偏光の線形に偏光した光で前記第１像を作るＬＣ
    Ｄ像源；前記ＬＣＤ像源と前記第１光学シングレットの
    第２面の間に介在する偏光ビームスプリッターであっ
    て、前記ＬＣＤ像源からの前記第１波長帯域内にある前
    記第１直線偏光の光の一部を前記第１光学シングレット
    の方へ反射する前記ビームスプリッター；前記第２像を
    作る第２像源であって、それからの光の一部が前記偏光
    ビームスプリッターによって前記第１光学シングレット
    の方へ透過される像源；前記第１光学シングレットの第
    ２面に隣接し、前記第１直線偏光の光を前記第１旋回方
    向の円偏光の光に変換する円偏光子；前記第２光学シン
    グレットの第２面に隣接し、前記第１旋回方向の円偏光
    を第１直線方向の偏光に変える四分の一波長板；および
    前記四分の一波長板に隣接し、前記第１方向の直線偏光
    の光を前記直線偏光の前記第１方向を変えることなく実
    質的に反射し、該第１方向の直線偏光と直交する第２方
    向の直線偏光を実質的に透過する偏光選択光学素子を有
    する装置。
  16. 【請求項１６】 像を観察者が見た無限遠または所望の
    有限距離に集束するための光学的コリメーター装置であ
    って：第１面および第２面を有する第１光学シングレッ
    ト；および第１面および第２面を有する第２光学シング
    レットであって、前記第１光学シングレットの第１面が
    前記第２光学シングレットの第１面に結合された第２光
    学シングレット；前記第１光学シングレットの第１面と
    前記第２光学シングレットの第１面の間に介在する部分
    的反射コーティング；前記像を発生するための、前記第
    １光学シングレットの第２面に結合された像源；前記像
    源と前記第１光学シングレットの間に介在する直線偏光
    子；前記直線偏光子と前記第１光学シングレットの間に
    介在する円偏光子であって、前記像源が発生し且つ前記
    直線偏光子および前記円偏光子を通過する光の少なくと
    も一部が第１旋回方向の円偏光を有する偏光子；前記第
    ２光学シングレットの第２面に結合され、前記第１旋回
    方向の円偏光を第１直線方向の偏光に変える四分の一波
    長板；および前記四分の一波長板に隣接し、前記第１方
    向の直線偏光の光を前記直線偏光の前記第１方向を変え
    ることなく実質的に反射し、該第１方向の直線偏光と直
    交する第２方向の直線偏光を実質的に透過する偏光選択
    光学素子を有する装置。
  17. 【請求項１７】 像を観察者から無限遠または所望の有
    限距離に光学的にコリメートする方法であって：少なく
    とも第１旋回方向の円偏光内の成分を有する像光を、部
    分的反射コーティングを含む光学素子の第１側に向ける
    段階；前記光学素子を通過する前記像光を前記第１旋回
    方向の円偏光から第１直線方向の偏光に第１四分の一波
    長板で変換する段階；前記第１直線方向の偏光の前記通
    過した像光を偏光選択光学素子で反射し、前記反射した
    像光が前記光学素子の第２側に向く段階；前記反射した
    像光の一部を前記部分的反射コーティングでコリメート
    し、前記部分的反射コーティングによって反射される
    と、前記第１旋回方向の円偏光が第２旋回方向の円偏光
    に変る段階；前記第２旋回方向の円偏光の前記コリメー
    トした像光を前記第１四分の一波長板で第２直線方向の
    偏光に変換する段階；および前記第２直線方向の偏光の
    前記コリメートした像光を、前記偏光選択光学素子を介
    して前記観察者に投影する段階を有する方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７の方法であって、更に：像
    源で前記像光を発生する段階；および少なくとも前記第
    １旋回方向の円偏光内の成分を有する像光を作るため
    に、前記像光を直線偏光素子および第２四分の一波長板
    に通す段階を有する方法。
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