JP2000221441A - Display device - Google Patents

Display device

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JP2000221441A
JP2000221441A JP11027358A JP2735899A JP2000221441A JP 2000221441 A JP2000221441 A JP 2000221441A JP 11027358 A JP11027358 A JP 11027358A JP 2735899 A JP2735899 A JP 2735899A JP 2000221441 A JP2000221441 A JP 2000221441A
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JP
Japan
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display device
reflection mirror
pupil
light
lens
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11027358A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Horikawa
嘉明 堀川
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2000221441A publication Critical patent/JP2000221441A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a size and weight by reducing the thickness of the entire part of the optical system and to prevent an increase in the size of the optical system and an increase in its cost in spite of dealing with high-fineness images since an LCD is not used by using a reflection mirror consisting of a rear surface reflection mirror or surface reflection mirror for a pupil transmission lens. SOLUTION: The signal light 3 emitted from an image signal generator 2 as a light beam emitting means for emitting the light beam corresponding to an image signal is scanned so as to two-dimensionally shake the optical path of the signal light 3 according to a synchronizing signal so as to form an image by the two-dimensional scanning reflection mirror 6 as a scanning means disposed at a reflection optical element 4. The two-dimensional scanning reflection mirror 6 is the reflection mirror made of thin and light silicon formed by a semiconductor process and the front surface of the reflection mirror is subjected to coating with reflection films. The incident luminous flux on such two-dimensional scanning reflection mirror 6 is converging light and the signal light 3 scanned by the two-dimensional scanning reflection mirror 6 is made incident on the pupil projection lens 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に係り、特
に、装着者の頭部または顔面に装着可能な表示装置であ
って、前記装着者の瞳に画像情報を表示する表示装置に
関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device that can be worn on the head or face of a wearer and that displays image information on the pupil of the wearer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より装着者の頭部または顔面に装着
可能な表示装置として開発されているめがね型の携帯表
示装置は、LCD(液晶表示素子))のような平面ディ
スプレイパネルと虚像を作る光学素子から構成されてい
る。
2. Description of the Related Art A glasses-type portable display device conventionally developed as a display device that can be worn on the head or face of a wearer forms a virtual image with a flat display panel such as an LCD (liquid crystal display device). It is composed of optical elements.

【0003】例えば、USP5,745,295に開示
されためがね型携帯ディスプレイは、図9に示すよう
に、光学素子111でつくられるLCD112の虚像を
装着者の眼の瞳113で見る構成になっている。
For example, a glasses-type portable display disclosed in US Pat. No. 5,745,295 has a configuration in which a virtual image of an LCD 112 formed by an optical element 111 is viewed by a pupil 113 of a wearer's eye as shown in FIG. I have.

【0004】また、平面ディスプレイパネルの代わり
に、光線を走査して装着者の眼底に情報を直接描画する
方法も提案されている。
In addition, instead of the flat display panel, a method of directly drawing information on the fundus of a wearer by scanning a light beam has been proposed.

【0005】例えば、USP5,596,339に開示
された携帯ディスプレイは、図10に示すように、ミラ
−121とミラー122で光束123を二次元走査し空
中像124を形成し、その空中像124の虚像を、屈折
レンズ125を介して装着者の眼の瞳で見る構成になっ
ている。
For example, in the portable display disclosed in US Pat. No. 5,596,339, a light beam 123 is two-dimensionally scanned by a mirror 121 and a mirror 122 to form an aerial image 124 as shown in FIG. Is viewed on the pupil of the wearer's eye via the refraction lens 125.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような、図9に示す従来の平面ディスプレイパネルと
してLCDを用いためがね型携帯表示装置では、高精細
の表示を行う場合には、高精細のLCDが必要になるの
で、LCD自体が大型化し、表示装置の小型化を困難に
するとともに、高精細のLCDの使用はコスト増をもた
らすという欠点がある。
However, in the above-mentioned glasses-type portable display device using an LCD as the conventional flat display panel shown in FIG. 9 as described above, when a high-definition display is performed, a high-definition display is required. Since an LCD is required, the size of the LCD itself becomes large, making it difficult to reduce the size of the display device, and the use of a high-definition LCD has the disadvantage of increasing the cost.

【0007】特に、この種のめがね型携帯表示装置で
は、めがねのレンズ部に相当する部分にLCDを設置す
るので、レンズ部周辺の小型軽量化が困難で、装着時に
装着者の鼻などに負担がかかり、違和感を軽減すること
が困難である。
In particular, in this type of glasses-type portable display device, since the LCD is installed in a portion corresponding to the lens portion of the glasses, it is difficult to reduce the size and weight around the lens portion and burden the wearer's nose when wearing. And it is difficult to reduce discomfort.

【0008】また、LCDを用いためがね型携帯表示装
置の欠点を補うために提案されている、図10に示す光
線を走査して装着者の眼底に情報を直接描画する方法の
場合では、空中像を作る必要があり、LCDを用いる方
法より、結像光学系が一組多く必要となる。
Further, in the case of a method of directly drawing information on a fundus of a wearer by scanning a light beam as shown in FIG. An image needs to be formed, and one set of imaging optical systems is required more than the method using an LCD.

【0009】また、この直接描画する方法の場合には、
走査によってできた空中像を装着者の眼の瞳に入射させ
る場合、装着者の瞳に適切に伝送されていないと、画面
の端の像を作る光速が瞳に十分入らず画像の周辺が暗く
なるという欠点があり、瞳投影レンズが余分に必要であ
る。
In the case of this direct drawing method,
When the aerial image formed by scanning is made to enter the pupil of the wearer's eye, if the light is not properly transmitted to the pupil of the wearer, the speed of light for forming an image at the edge of the screen does not sufficiently enter the pupil and the periphery of the image becomes dark. And an extra pupil projection lens is required.

【0010】従来、この瞳投影レンズ(もちろん結像作
用も兼ねている)としては、屈折レンズが使用されてい
たため光学系が大きくなり、めがね型ディスプレイの小
型化を困難にしていた。
Heretofore, as the pupil projection lens (which also has an image forming function), a refraction lens has been used, so that the optical system has become large, and it has been difficult to reduce the size of the glasses-type display.

【0011】そこで、本発明は、以上のような点に鑑み
てなされたもので、光源と走査素子と瞳伝送レンズとに
より装着者の眼底に情報を直接的に描画するめがね型等
の表示装置において、瞳伝送レンズに裏面反射鏡或いは
表面反射鏡からなる反射鏡を用いることにより、光学系
全体の厚さを抑えてより小型軽量にすることができると
ともに、LCDを使わないので、高精細画像に対応して
も、光学系が大きくならなず、コストも増大しないよう
にした表示装置を提供することを目的としている。
In view of the above, the present invention has been made in view of the above points, and has a display device such as a glasses type which directly draws information on a fundus of a wearer using a light source, a scanning element, and a pupil transmission lens. By using a reflector consisting of a back reflector or a front reflector for the pupil transmission lens, the thickness of the entire optical system can be reduced and the size and weight can be reduced, and high definition images can be obtained because an LCD is not used. It is an object of the present invention to provide a display device in which the size of the optical system does not increase and the cost does not increase even if the device is adapted.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、 (1) 装着者の頭部または顔面に装着可能な表示装置
であり、画像信号に応じた光ビームを射出する光ビーム
射出手段と、上記画像信号に同期して、上記光ビームの
光路を2次元に振る走査手段と、上記走査手段で光路が
振られた光ビームを反射面で反射させて前記装着者の瞳
に導く光学系と、を具備することを特徴とする表示装置
が提供される。
According to the present invention, there is provided a display device which can be worn on the head or face of a wearer and emits a light beam corresponding to an image signal. Light beam emitting means, scanning means for two-dimensionally deflecting the optical path of the light beam in synchronization with the image signal, and reflecting the light beam whose light path has been deflected by the scanning means on a reflecting surface to allow the wearer And an optical system for guiding to the pupil of the display device.

【0013】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、 (2) 上記光学系の反射面は、透明な部材の裏面に形
成されたものであることを特徴とする(1)記載の表示
装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (2) the reflecting surface of the optical system is formed on the back surface of a transparent member. Is provided.

【0014】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、 (3) 上記光学系の反射面は、フレネル反射面である
ことを特徴とする(1)または(2)記載の表示装置が
提供される。
According to the present invention, in order to solve the above problems, (3) the display device according to (1) or (2), wherein the reflection surface of the optical system is a Fresnel reflection surface. Is provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】(第1の実施の形態)図1乃至図4を参照
して第1の実施の形態について説明する。
(First Embodiment) A first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0017】図1は、第1の実施の形態による表示装置
として適用されるめがね型表示装置の概略的な構成を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a glasses type display device applied as the display device according to the first embodiment.

【0018】すなわち、図1に示すように、めがねのつ
る1に取り付けられた画像信号発生装置2から発生する
信号光3は、めがねのレンズ面に設けられた走査系を含
む反射光学素子4を介して該めがね型表示装置を装着す
る装着者の眼5の中に投影される。
That is, as shown in FIG. 1, a signal light 3 generated from an image signal generating device 2 attached to a temple 1 of a spectacle is reflected by a reflecting optical element 4 including a scanning system provided on a lens surface of the spectacle. The image is projected into the eye 5 of a wearer who wears the glasses-type display device.

【0019】ここで、画像信号発生装置2には、R,
G,BのLED(発光ダイオード)あるいはLD(半導
体レーザ)と強度変調回路が設けられている。
Here, the image signal generator 2 includes R,
G and B LEDs (light emitting diodes) or LDs (semiconductor lasers) and an intensity modulation circuit are provided.

【0020】この場合、ビデオ信号や同期信号などは、
必ずしも画像信号発生装置2内で発生する必要はなく、
外部から導入するようにしてもよい。
In this case, the video signal, the synchronization signal, etc.
It does not necessarily need to be generated in the image signal generating device 2,
It may be introduced from outside.

【0021】図2は、図1の反射光学素子4を詳細に説
明するための部分断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view for explaining the reflection optical element 4 of FIG. 1 in detail.

【0022】すなわち、図2に示すように、画像信号に
応じた光ビームを射出する光ビーム射出手段としての画
像信号発生装置2から射出した信号光3は、反射光学素
子4に設けられた走査手段としての二次元走査反射鏡6
によって画像を形成するように同期信号にしたがって、
信号光3の光路を2次元に振るようにして、信号光3を
走査する。
That is, as shown in FIG. 2, a signal light 3 emitted from an image signal generator 2 as a light beam emitting means for emitting a light beam corresponding to an image signal is scanned by a scanning light provided on a reflection optical element 4. Two-dimensional scanning reflecting mirror 6 as means
According to the synchronization signal to form an image by
The signal light 3 is scanned such that the optical path of the signal light 3 is two-dimensionally swung.

【0023】ここで、二次元走査反射鏡6は、半導体プ
ロセスによって形成された薄くて軽いシリコン製の反射
鏡で、表面に反射膜がコーティングされている。
Here, the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 is a thin and light reflecting mirror made of silicon formed by a semiconductor process, and its surface is coated with a reflecting film.

【0024】このような、二次元走査反射鏡6に入射す
る光束は、後述する図4に示すように、収束光である。
The light beam incident on the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 is a convergent light as shown in FIG.

【0025】この収束光を得るための光学系(図示せ
ず)は、例えば、二次元走査反射鏡6の直前に設けられ
るものとするが、画像信号発生装置2に組み込んでもか
まわない。
An optical system (not shown) for obtaining the convergent light is provided, for example, immediately before the two-dimensional scanning reflecting mirror 6, but may be incorporated in the image signal generator 2.

【0026】そして、二次元走査反射鏡6によって走査
された信号光3は、瞳投影レンズ7に入射される。
Then, the signal light 3 scanned by the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 is incident on a pupil projection lens 7.

【0027】この瞳投影レンズ7は、全体として正のパ
ワーをもつ光学系である。
The pupil projection lens 7 is an optical system having a positive power as a whole.

【0028】この瞳投影レンズ7は、二次元走査反射鏡
6側の入射面8と、例えば、透明な部材の裏面に形成さ
れた全反射面10と裏面反射鏡面9と全反射面10と共
通の屈折射出面10とで成り立っている。
The pupil projection lens 7 is common to the entrance surface 8 on the side of the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 and, for example, a total reflection surface 10, a rear reflection mirror surface 9, and a total reflection surface 10 formed on the back surface of a transparent member. And the refraction exit surface 10.

【0029】この場合、瞳投影レンズ7は一枚である
が、このめがね型表示装置の構成において信号光3が4
回光学面を通過する際に生じる収差を、該瞳投影レンズ
7によって、補正することが可能である。
In this case, the number of the pupil projection lens 7 is one.
The pupil projection lens 7 can correct the aberration that occurs when the light passes through the optical surface.

【0030】また、該瞳投影レンズ7によって、このめ
がね型表示装置を装着する装着者の眼5に対して大画面
で高画質の画像として表示することが可能となる。
Further, the pupil projection lens 7 makes it possible to display a large-screen high-quality image on the eye 5 of the wearer who wears the glasses-type display device.

【0031】そして、屈折射出面10から射出された信
号光3は、装着者の眼11の瞳12に入射する。
Then, the signal light 3 emitted from the refraction exit surface 10 enters the pupil 12 of the eye 11 of the wearer.

【0032】この場合、装着者に与える表示像として大
画角を保障するためには、一般に、瞳伝送レンズを大き
くする必要がある。
In this case, in order to guarantee a large angle of view as a display image given to the wearer, it is generally necessary to enlarge the pupil transmission lens.

【0033】図3は、瞳伝送レンズとして屈折レンズを
用いる場合を例示する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a case where a refraction lens is used as a pupil transmission lens.

【0034】しかるに、図3に示すように、瞳伝送レン
ズとして屈折レンズを用いると、二次元走査反射鏡(走
査光学系)6を含む光学系全体が大きくなり、めがね型
表示装置としての小型化が困難である。
However, as shown in FIG. 3, when a refractive lens is used as the pupil transmission lens, the entire optical system including the two-dimensional scanning reflecting mirror (scanning optical system) 6 becomes large, and the size of the glasses-type display device is reduced. Is difficult.

【0035】このため、本発明では、瞳伝送レンズとし
て、図2に示したような反射鏡を構成する瞳投影レンズ
7を用いるようにしている。
For this reason, in the present invention, a pupil projection lens 7 constituting a reflecting mirror as shown in FIG. 2 is used as a pupil transmission lens.

【0036】これにより、瞳伝送レンズとして用いられ
る反射鏡を構成する瞳投影レンズ7は、図2に示したよ
うに、薄く小型の光学系を提供できるので、その結果軽
量化も可能となる。
As a result, the pupil projection lens 7 constituting the reflecting mirror used as the pupil transmission lens can provide a thin and small optical system as shown in FIG. 2, so that the weight can be reduced.

【0037】図4は、本発明の理解を助けるために、各
光学要素の位置関係を詳細に説明するために示した図で
ある。
FIG. 4 is a view for explaining in detail the positional relationship between the optical elements to facilitate understanding of the present invention.

【0038】すなわち、図4に示すように、二次元走査
反射鏡6から射出された信号光は、は、瞳投影レンズ7
によって装着者の眼の瞳12に投影されている。
That is, as shown in FIG. 4, the signal light emitted from the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 is
Is projected onto the pupil 12 of the wearer's eye.

【0039】ここでは、図を描き易くするために、瞳投
影レンズ7は屈折レンズ形態で表わしている。
Here, the pupil projection lens 7 is shown in the form of a refraction lens in order to facilitate drawing.

【0040】そして、装着者の眼の瞳12に入射した信
号光は、瞳12の直後にある水晶体レンズ15により眼
底14に像を作る。
The signal light incident on the pupil 12 of the wearer's eye forms an image on the fundus 14 by the crystalline lens 15 immediately behind the pupil 12.

【0041】この像は、二次元走査反射鏡6によって作
られた空中像16の虚像13の像である。
This image is a virtual image 13 of the aerial image 16 created by the two-dimensional scanning mirror 6.

【0042】なお、二次元走査反射鏡6には、空中像1
6の位置に収束する光束を入射させるようにしている。
The two-dimensional scanning reflecting mirror 6 has an aerial image 1
A light beam converging at the position 6 is incident.

【0043】通常、虚像13の位置は、見やすいように
1mから3m程度に設定されるが、もちろん、無限遠ま
での任意の位置でもよい。
Normally, the position of the virtual image 13 is set to about 1 m to 3 m for easy viewing, but of course, any position up to infinity may be used.

【0044】このとき、装着者の眼がずれても見やすい
ように、瞳12上の信号光の光束径は瞳12径より大き
くすることが望ましい。
At this time, it is desirable that the luminous flux diameter of the signal light on the pupil 12 be larger than the pupil 12 diameter so that the wearer's eyes are easy to see even if the eyes are displaced.

【0045】なお、瞳投影レンズ7によって色収差が生
じる場合があり、その結果、R.G.B各色の画像を同
じタイミングで描画すると色のにじみが生じる。
In some cases, the pupil projection lens 7 causes chromatic aberration. G. FIG. When images of each color B are drawn at the same timing, color bleeding occurs.

【0046】しかし、瞳投影レンズ7で生じる各色画像
の位置的なずれをあらかじめ考慮して、各色の画像信号
を輝度信号に載せるときのタイミンダをずらすようにし
ておくことにより、瞳投影レンズ7による色収差補正を
不要にすることができる。
However, in consideration of the positional shift of each color image generated by the pupil projection lens 7 in advance, by shifting the timing when the image signal of each color is carried on the luminance signal, the pupil projection lens 7 Chromatic aberration correction can be eliminated.

【0047】(第2の実施の形態)次に、図5を参照し
て第2の実施の形態について説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.

【0048】なお、この第2の実施の形態によるめがね
型表示装置の概略的な構成は、図1に示した第1の実施
の形態による表示装置として適用されるめがね型表示装
置の概略的な構成と同様であるため、その説明を省略す
る。
The schematic configuration of the glasses-type display device according to the second embodiment is similar to that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment shown in FIG. Since the configuration is the same, the description is omitted.

【0049】図5は、図1の反射光学素子4を詳細に説
明するための部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for describing the reflection optical element 4 of FIG. 1 in detail.

【0050】すなわち、図5に示すように、瞳投影レン
ズ7と一体的に成形された部材18に取り付けられた画
像信号発生装置2から発生する信号光は、同じく部材1
8に設けられた二次元走査反射鏡6で走査されて、瞳投
影レンズ7によって装着者の眼11の中に投影される。
That is, as shown in FIG. 5, the signal light generated from the image signal generator 2 attached to the member 18 integrally formed with the pupil projection lens 7
The light is scanned by the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 provided in 8 and projected into the eye 11 of the wearer by the pupil projection lens 7.

【0051】ここで、二次元走査反射鏡6は、半導体プ
ロセスによって作成された小型軽量のシリコン製の鏡及
び駆動機構で成り立っている。
Here, the two-dimensional scanning reflection mirror 6 is composed of a small and lightweight silicon mirror made by a semiconductor process and a driving mechanism.

【0052】また、瞳投影レンズ7は、二次元走査反射
鏡6側の入射面8と全反射面10とフレネル反射面とし
てのフレネルレンズ17と全反射面10と共通の屈折射
出面10とから成り立っている。
The pupil projection lens 7 is composed of an entrance surface 8 on the two-dimensional scanning reflection mirror 6 side, a total reflection surface 10, a Fresnel lens 17 as a Fresnel reflection surface, and a refraction exit surface 10 common to the total reflection surface 10. It is made up.

【0053】この場合、瞳投影レンズ7は一枚である
が、このめがね型表示装置の構成において信号光3が4
回光学面を通過する際に生じる収差を、該瞳投影レンズ
7によって、補正することが可能である。
In this case, the number of pupil projection lenses 7 is one.
The pupil projection lens 7 can correct the aberration that occurs when the light passes through the optical surface.

【0054】また、該瞳投影レンズ7によって、このめ
がね型表示装置を装着する装着者の眼5に対して大画面
で高画質の画像として表示することが可能となる。
Further, the pupil projection lens 7 makes it possible to display a large-screen high-quality image on the eye 5 of the wearer wearing the glasses-type display device.

【0055】また、フレネルレンズ17によって光線の
偏向角度を大きくすることができるので、それだけ瞳投
影レンズ7の厚さを薄くすることができる。
Since the deflection angle of the light beam can be increased by the Fresnel lens 17, the thickness of the pupil projection lens 7 can be reduced accordingly.

【0056】通常の反射面は入射角と反射角は等しい
が、瞳投影レンズ7の反射面にフレネルレンズ17を用
いることにより、その反射角を入射角よりも大きくする
ことができる。
An ordinary reflecting surface has the same incident angle and the same reflecting angle. However, by using the Fresnel lens 17 for the reflecting surface of the pupil projection lens 7, the reflecting angle can be made larger than the incident angle.

【0057】そして、射出面10から射出された信号光
3は、装着者の眼11の瞳12に入射する。
Then, the signal light 3 emitted from the emission surface 10 enters the pupil 12 of the eye 11 of the wearer.

【0058】この第2の実施の形態によるこれ以降の説
明に関しては、第1の実施の形態による表示装置として
適用されるめがね型表示装置のそれと同様であるため、
その説明を省略する。
The following description according to the second embodiment is the same as that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment.
The description is omitted.

【0059】(第3の実施の形態)次に、図6を参照し
て第3の実施の形態について説明する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.

【0060】なお、この第3の実施の形態によるめがね
型表示装置の概略的な構成は、図1に示した第1の実施
の形態による表示装置として適用されるめがね型表示装
置の概略的な構成と同様であるため、その説明を省略す
る。
The schematic configuration of the glasses-type display device according to the third embodiment is similar to that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment shown in FIG. Since the configuration is the same, the description is omitted.

【0061】図6は、図1の反射光学素子4を詳細に説
明するための部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining the reflection optical element 4 of FIG. 1 in detail.

【0062】すなわち、図6に示すように、瞳投影レン
ズ7と一体的に成形された部材19に取り付けられた画
像信号発生装置2から発生する信号光3は、同じく部材
19に設けられた二次元走査反射鏡6で走査されて、瞳
投影レンズ7によって装着者の眼11の中に投影され
る。
That is, as shown in FIG. 6, the signal light 3 generated from the image signal generator 2 attached to the member 19 integrally formed with the pupil projection lens 7 The pupil is scanned by the dimensional scanning reflector 6 and projected by the pupil projection lens 7 into the eye 11 of the wearer.

【0063】ここで、瞳投影レンズ7は二次元走査反射
鏡6側の入射面20と裏面反射鏡9と入射面20と共通
の屈折射出面20とで成り立っている。
Here, the pupil projection lens 7 is composed of the entrance surface 20 on the side of the two-dimensional scanning reflection mirror 6, the back reflection mirror 9, and the refraction / exit surface 20 common to the entrance surface 20.

【0064】この場合、瞳投影レンズ7は一枚である
が、このめがね型表示装置の構成において信号光3が3
回光学面を通過する際に生じる収差を、該瞳投影レンズ
7によって、補正することが可能である。
In this case, the number of pupil projection lenses 7 is one.
The pupil projection lens 7 can correct the aberration that occurs when the light passes through the optical surface.

【0065】また、該瞳投影レンズ7によって、このめ
がね型表示装置を装着する装着者の眼5に対して大画面
で高画質の画像として表示することが可能となる。
Further, the pupil projection lens 7 makes it possible to display a large-screen high-quality image on the eye 5 of the wearer who wears the glasses-type display device.

【0066】この第3の実施の形態では、裏面反射鏡9
による偏向角を小さくしてあるので、それだけ瞳投影レ
ンズ7の厚さを薄くすることができる。
In the third embodiment, the back reflector 9
, The thickness of the pupil projection lens 7 can be reduced accordingly.

【0067】そして、射出面10から射出された信号光
3は、装着者の眼11の瞳12に入射する。
The signal light 3 emitted from the emission surface 10 enters the pupil 12 of the eye 11 of the wearer.

【0068】この第3の実施の形態によるこれ以降の説
明に関しては、第1の実施の形態による表示装置として
適用されるめがね型表示装置のそれと同様であるため、
その説明を省略する。
The following description according to the third embodiment is the same as that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment.
The description is omitted.

【0069】(第4の実施の形態)次に、図7を参照し
て第4の実施の形態について説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.

【0070】なお、この第4の実施の形態によるめがね
型表示装置の概略的な構成は、図1に示した第1の実施
の形態による表示装置として適用されるめがね型表示装
置の概略的な構成と同様であるため、その説明を省略す
る。
The schematic configuration of the glasses-type display device according to the fourth embodiment is similar to that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment shown in FIG. Since the configuration is the same, the description is omitted.

【0071】図7は、図1の反射光学素子4を詳細に説
明するための部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining the reflection optical element 4 of FIG. 1 in detail.

【0072】すなわち、図7に示すように、図示しない
めがねのつるの部分に取り付けられた画像信号発生装置
2から発生する信号光は、同じくつるに設けられた二次
元走査反射鏡6で走査されて、瞳投影レンズ7によって
装着者の眼11の中に投影される。
That is, as shown in FIG. 7, the signal light generated from the image signal generator 2 attached to the vine (not shown) is scanned by the two-dimensional scanning reflector 6 also provided on the vine. Then, it is projected into the eye 11 of the wearer by the pupil projection lens 7.

【0073】ここで、瞳投影レンズ7は、二次元走査反
射鏡6側の入射面10とフレネルレンズで構成された裏
面反射鏡21と入射面10と共通の屈折射出面10とで
成り立っている。
Here, the pupil projection lens 7 is composed of the entrance surface 10 on the side of the two-dimensional scanning reflection mirror 6, the back surface reflection mirror 21 constituted by a Fresnel lens, and the refraction exit surface 10 common to the entrance surface 10. .

【0074】この場合、瞳投影レンズ7は一枚である
が、このめがね型表示装置の構成において信号光3が3
回光学面を通過する際に生じる収差を、該瞳投影レンズ
7によって、補正することが可能である。
In this case, the number of the pupil projection lens 7 is one.
The pupil projection lens 7 can correct the aberration that occurs when the light passes through the optical surface.

【0075】また、該瞳投影レンズ7によって、このめ
がね型表示装置を装着する装着者の眼5に対して大画面
で高画質の画像として表示することが可能となる。
Further, the pupil projection lens 7 makes it possible to display a large-screen high-quality image on the eye 5 of the wearer who wears the glasses-type display device.

【0076】この第4の実施の形態では、フレネルレン
ズを有する裏面反射鏡21を使用するために偏向角が大
きくしてあり、それだけ瞳投影レンズ7の厚さを薄くす
ることができる。
In the fourth embodiment, the deflection angle is increased because the back reflector 21 having the Fresnel lens is used, and the thickness of the pupil projection lens 7 can be reduced accordingly.

【0077】そして、射出面10から射出された信号光
3は、装着者の眼11の瞳12に入射する。
The signal light 3 emitted from the emission surface 10 enters the pupil 12 of the eye 11 of the wearer.

【0078】この第4の実施の形態では、めがねのレン
ズ部にはフレネルレンズを有する裏面反射鏡21のみが
あり、この部分の軽量化が達成されており、違和感の無
い装着感を実現することができる。
In the fourth embodiment, only the back reflector 21 having a Fresnel lens is provided in the lens portion of the glasses, and the weight of this portion has been reduced, thereby realizing a comfortable wearing feeling. Can be.

【0079】また、画像信号発生装置2、二次元走査反
射鏡6及び瞳投影レンズ7をーつの軽量な枠で一体化す
れば、アタッチメントとしてメガネに取り付ける形の表
示装置も可能である。
If the image signal generator 2, the two-dimensional scanning reflecting mirror 6, and the pupil projection lens 7 are integrated in one lightweight frame, a display device that can be attached to glasses as an attachment is also possible.

【0080】この第4の実施の形態によるこれ以降の説
明に関しては、第1の実施の形態による表示装置として
適用されるめがね型表示装置のそれと同様であるため、
その説明を省略する。
The following description according to the fourth embodiment is the same as that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment.
The description is omitted.

【0081】(第5の実施の形態)次に、第5の実施の
形態について説明する。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment will be described.

【0082】なお、この第5の実施の形態によるめがね
型表示装置の概略的な構成は、図1に示した第1の実施
の形態による表示装置として適用されるめがね型表示装
置の概略的な構成と同様であるため、その説明を省略す
る。
The schematic configuration of the glasses-type display device according to the fifth embodiment is similar to that of the glasses-type display device applied as the display device according to the first embodiment shown in FIG. Since the configuration is the same, the description is omitted.

【0083】すなわち、この第5の実施の形態では図示
するまでもなく、単純に、表面反射鏡を用いる場合であ
る。
That is, in the fifth embodiment, a surface reflecting mirror is simply used without being shown.

【0084】例えば、図2において、裏面反射鏡9の位
置に表面反射鏡を用いる。
For example, in FIG. 2, a front surface reflecting mirror is used at the position of the back surface reflecting mirror 9.

【0085】この場合、二次元走査反射鏡6を図2と同
様の位置に置くとすると、この表面反射鏡は,裏面反射
鏡9の場合より大きく傾ける必要があり、光学系が厚く
なる傾向がある。
In this case, assuming that the two-dimensional scanning reflecting mirror 6 is located at the same position as in FIG. 2, the front reflecting mirror needs to be tilted more than the back reflecting mirror 9, and the optical system tends to be thick. is there.

【0086】なお、USP5,467,104の(Fi
g.4)に開示されているように、表面反射鏡を用いた
例があるが、この例では表面反射鏡が瞳投影レンズにな
っていないので、別途、瞳トラッキングの構成が必要で
ある。
It is to be noted that US Pat.
g. As disclosed in 4), there is an example using a surface reflecting mirror. However, in this example, since the surface reflecting mirror is not a pupil projection lens, a separate pupil tracking configuration is required.

【0087】なお、図8に光源のカラー化の一手法を示
す。
FIG. 8 shows one method of colorizing the light source.

【0088】すなわち、図8では、R.G.Bそれぞれ
の半導体レーザの光をプリズムによって合成する。
That is, in FIG. G. FIG. The light of each of the semiconductor lasers B is combined by a prism.

【0089】このような構成は、通常のダイクロイック
ミラーを用いた合成光学系に比べて非常にシンプルで安
価である。
Such a configuration is very simple and inexpensive as compared with a synthetic optical system using a normal dichroic mirror.

【0090】そして、上述したような第1乃至第5の実
施の形態で示した本発明の明細書には、特許請求の範囲
に示した請求項1乃至3以外に、以下のような付記1.
乃至9.として示すような発明が含まれている。
In the specification of the present invention described in the first to fifth embodiments as described above, in addition to claims 1 to 3 described in the claims, the following supplementary notes 1 .
To 9. The invention as shown in the following is included.

【0091】付記1.めがね型をした表示装置であり、
めがねのつるに相当する位置に配設され、画像信号に応
じた光ビームを射出する光ビーム射出手段と、上記画像
信号に同期して、上記光ビームの光路を2次元に振る走
査手段と、上記めがねのレンズに相当する位置に配設さ
れ、上記走査手段により光路が振られた光ビームを反射
面で反射させて装着者の瞳に導く光学系と、を具備する
ことを特徴とする表示装置。
Appendix 1 A glasses-shaped display device,
A light beam emitting unit that is disposed at a position corresponding to a temple of glasses and emits a light beam according to an image signal, and a scanning unit that two-dimensionally moves an optical path of the light beam in synchronization with the image signal; An optical system provided at a position corresponding to the lens of the glasses, wherein the optical system reflects a light beam whose optical path is deflected by the scanning means on a reflection surface and guides the light beam to a pupil of a wearer. apparatus.

【0092】付記2.上記光学系の反射面は、透明な部
材の裏面に形成されたものであることを特徴とする付記
1記載の表示装置。
[0092] Appendix 2 2. The display device according to claim 1, wherein the reflection surface of the optical system is formed on a back surface of a transparent member.

【0093】付記3.上記光学系の反射面は、フレネル
反射面であることを特徴とする付記1または2記載の表
示装置。
Appendix 3 3. The display device according to claim 1, wherein the reflection surface of the optical system is a Fresnel reflection surface.

【0094】付記4.光源と走査素子と瞳伝送レンズと
により、装着者の眼底に情報を直接的に描画するめがね
型表示装置において、上記瞳伝送レンズが、裏面反射鏡
或いは表面反射鏡からなることを特徴とするめがね型表
示装置。
Appendix 4 In a glasses-type display device that directly draws information on a fundus of a wearer by using a light source, a scanning element, and a pupil transmission lens, the glasses are characterized in that the pupil transmission lens comprises a back reflection mirror or a front reflection mirror. Type display device.

【0095】付記5.上記裏面反射鏡或いは表面反射鏡
が、反射型のフレネルレンズであることを特徴とする付
記4.記載のめがね型表示装置。
Appendix 5 3. The back reflection mirror or the front reflection mirror is a reflection type Fresnel lens. A glasses-type display device as described.

【0096】付記6.上記走査素子が、半導体プロセス
を利用して作成された鏡からなることを特徴とする付記
4.または5.記載のめがね型表示装置。
Appendix 6 3. The scanning element according to claim 4, wherein the scanning element comprises a mirror made by using a semiconductor process. Or 5. A glasses-type display device as described.

【0097】付記7.上記瞳伝送レンズが、2面の屈折
面と2面の反射面からなる一つの透明体で、該二つの反
射面の内、一つの反射面が全反射による反射面で、かつ
該二つの屈折面の内の一つの屈折面を兼ねていることを
特徴とする付記6記載のめがね型表示装置。
Appendix 7 The pupil transmission lens is one transparent body composed of two refracting surfaces and two reflecting surfaces, one of the two reflecting surfaces is a reflecting surface by total reflection, and the two refracting surfaces are two refracting surfaces. 6. The glasses-type display device according to claim 6, wherein the display device also serves as one of the surfaces.

【0098】付記8.上記瞳伝送レンズが屈折面と裏面
反射面からなる一つの透明体であり、裏面反射鏡で反射
された光線が再び屈折面を通過することを特徴とする付
記6記載のめがね型表示装置。
[Supplementary Note 8] 7. The glasses-type display device according to claim 6, wherein the pupil transmission lens is one transparent body including a refraction surface and a back reflection surface, and the light beam reflected by the back reflection mirror passes through the refraction surface again.

【0099】付記9.上記裏面反射鏡を含む瞳伝送レン
ズによって生じる色収差量を考慮してあらかじめカラー
表示に必要な各色画像を補正した輝度信号を用いること
を特徴とする付記4.乃至付記8.記載のめがね型表示
装置。
Appendix 9 3. A luminance signal obtained by correcting each color image necessary for color display in advance in consideration of the amount of chromatic aberration generated by the pupil transmission lens including the back reflector. To Appendix 8. A glasses-type display device as described.

【0100】[0100]

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、光源と走査素子と瞳伝送レンズとにより装着者
の眼底に情報を直接的に描画するめがね型等の表示装置
において、瞳伝送レンズに裏面反射鏡或いは表面反射鏡
からなる反射鏡を用いることにより、光学系全体の厚さ
を抑えてより小型軽量にすることができるとともに、L
CDを使わないので、高精細画像に対応しても、光学系
が大きくならなず、コストも増大しないようにした表示
装置を提供することができる。
Therefore, as described above, according to the present invention, in a display device such as a glasses type in which information is directly drawn on a fundus of a wearer by a light source, a scanning element, and a pupil transmission lens, By using a reflecting mirror composed of a back reflecting mirror or a front reflecting mirror for the transmission lens, the thickness of the entire optical system can be reduced to make the optical system smaller and lighter.
Since a CD is not used, it is possible to provide a display device that does not increase the size of the optical system and does not increase the cost even when a high definition image is supported.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態による表示
装置として適用されるめがね型表示装置の概略的な構成
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a glasses-type display device applied as a display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態による反射
光学素子4を詳細に説明するための部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining in detail a reflective optical element 4 according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、瞳伝送レンズとして屈折レンズを用い
る場合を例示する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a case where a refractive lens is used as a pupil transmission lens.

【図4】図4は、本発明の理解を助けるために、各光学
要素の位置関係を詳細に説明するために示した図であ
る。
FIG. 4 is a view for explaining the positional relationship of each optical element in detail in order to facilitate understanding of the present invention.

【図5】図5は、本発明の第2の実施の形態による反射
光学素子4を詳細に説明するための部分断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for describing in detail a reflective optical element 4 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図6は、本発明の第3の実施の形態による反射
光学素子4を詳細に説明するための部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view for describing in detail a reflective optical element 4 according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図7は、本発明の第4の実施の形態による反射
光学素子4を詳細に説明するための部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view for describing in detail a reflective optical element 4 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図8は、光源のカラー化の一手法を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating one method of colorizing a light source.

【図9】図9は、従来技術による平面ディスプレイパネ
ルを用いためがね型携帯ディスプレイの概略的な構成を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a glasses-type portable display using a flat display panel according to the related art.

【図10】図10は、従来技術による平面ディスプレイ
パネルの代わりに、光線を走査して装着者の眼底に情報
を直接描画する方式によるめがね型携帯ディスプレイの
概略的な構成を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a schematic configuration of a glasses-type portable display using a method of directly drawing information on a fundus of a wearer by scanning light rays instead of a flat display panel according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…めがねのつる、 2…画像信号発生装置、 3…信号光、 4…反射光学素子、 5…装着者の眼、 6…二次元走査反射鏡、 7…瞳投影レンズ、 8…入射面、 9…裏面反射鏡面、 10…全反射面、屈折射出面、 11…装着者の眼、 12…瞳、 13…虚像 14…眼底、 15…水晶体レンズ、 16…空中像、 17…フレネルレンズ、 18…瞳投影レンズ7と一体的に成形された部材、 19…瞳投影レンズ7と一体的に成形された部材、 20…入射面、屈折射出面、 21…フレネルレンズを有する裏面反射鏡。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass vine, 2 ... Image signal generator, 3 ... Signal light, 4 ... Reflection optical element, 5 ... Eye of wearer, 6 ... Two-dimensional scanning reflection mirror, 7 ... Pupil projection lens, 8 ... Incident surface, 9: back reflection mirror surface, 10: total reflection surface, refraction exit surface, 11: wearer's eye, 12: pupil, 13: virtual image 14: fundus, 15: crystalline lens, 16: aerial image, 17: Fresnel lens, 18 ... a member formed integrally with the pupil projection lens 7, 19 ... a member formed integrally with the pupil projection lens 7, 20 ... an entrance surface, a refraction exit surface, 21 ... a back reflector having a Fresnel lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA14 KA23 LA12 RA47 TA01 TA04 TA06 5G435 AA01 AA18 BB04 BB16 BB17 BB19 CC09 CC12 DD02 DD05 DD09 DD13 EE13 EE32 FF02 FF03 FF08 FF11 GG08 GG23 GG28 HH09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H087 KA14 KA23 LA12 RA47 TA01 TA04 TA06 5G435 AA01 AA18 BB04 BB16 BB17 BB19 CC09 CC12 DD02 DD05 DD09 DD13 EE13 EE32 FF02 FF03 FF08 FF11 GG08 GG23 GG28 HH09

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 装着者の頭部または顔面に装着可能な表
示装置であり、 画像信号に応じた光ビームを射出する光ビーム射出手段
と、 上記画像信号に同期して、上記光ビームの光路を2次元
に振る走査手段と、 上記走査手段で光路が振られた光ビームを反射面で反射
させて前記装着者の瞳に導く光学系と、 を具備することを特徴とする表示装置。
1. A display device that can be worn on the head or face of a wearer, comprising: a light beam emitting unit that emits a light beam corresponding to an image signal; and an optical path of the light beam in synchronization with the image signal. A scanning device for two-dimensionally shaping the light beam, and an optical system for reflecting a light beam whose optical path has been shaken by the scanning device on a reflection surface and guiding the light beam to a pupil of the wearer.
【請求項2】 上記光学系の反射面は、透明な部材の裏
面に形成されたものであることを特徴とする請求項1記
載の表示装置。
2. The display device according to claim 1, wherein the reflection surface of the optical system is formed on a back surface of a transparent member.
【請求項3】 上記光学系の反射面は、フレネル反射面
であることを特徴とする請求項1または2記載の表示装
置。
3. The display device according to claim 1, wherein the reflection surface of the optical system is a Fresnel reflection surface.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010230898A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Brother Ind Ltd Color image display device
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