JP2000180787A - 反射型表示素子を用いた映像表示装置 - Google Patents
反射型表示素子を用いた映像表示装置Info
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- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
- G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
Abstract
(57)【要約】
【課題】照明効率を低下させる事なく、表示素子全体を
均一に照明し、視野周辺まで均一に明るい良好な観察状
態を確保し、小型で高精細の、反射型表示素子を用いた
映像表示装置を提供する。 【解決手段】反射型液晶表示パネル８と、反射型液晶表
示パネル８からの光束を瞳１０に導く、プリズムブロッ
ク５のａ面，及びプリズムブロック６のｂ面，ｃ面より
成る観察光学系と、反射型液晶表示パネル８を照明する
照明光源１と、照明光源１からの照明光を反射型液晶表
示パネル８を介して前記観察光学系に導く、プリズムブ
ロック６のｃ面より成る照明光学系とを備え、その照明
光学系は、瞳１０と照明光源１とが略共役関係となるよ
うに構成されているものとする。
均一に照明し、視野周辺まで均一に明るい良好な観察状
態を確保し、小型で高精細の、反射型表示素子を用いた
映像表示装置を提供する。 【解決手段】反射型液晶表示パネル８と、反射型液晶表
示パネル８からの光束を瞳１０に導く、プリズムブロッ
ク５のａ面，及びプリズムブロック６のｂ面，ｃ面より
成る観察光学系と、反射型液晶表示パネル８を照明する
照明光源１と、照明光源１からの照明光を反射型液晶表
示パネル８を介して前記観察光学系に導く、プリズムブ
ロック６のｃ面より成る照明光学系とを備え、その照明
光学系は、瞳１０と照明光源１とが略共役関係となるよ
うに構成されているものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型表示素子を
用いて観察者の眼に映像を表示する映像表示装置に関す
るものであり、特に、小型で高精細な映像表示手段を必
要とする、頭部搭載型映像表示装置、いわゆるヘッド・
マウンテッド・ディスプレイに最適な技術に関するもの
である。
用いて観察者の眼に映像を表示する映像表示装置に関す
るものであり、特に、小型で高精細な映像表示手段を必
要とする、頭部搭載型映像表示装置、いわゆるヘッド・
マウンテッド・ディスプレイに最適な技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、観察者の頭部に装着され、映
像形成部材により生成される画像を観察光学系により虚
像投影し、観察者の瞳に導く映像表示装置は、いわゆる
ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ（Head Mounted D
isplay，ＨＭＤ）と呼ばれ、一般に知られている。その
映像形成部材の一つである液晶には、表示側の反対側か
ら照明する透過型液晶と、表示側から照明する反射型液
晶に大別される。
像形成部材により生成される画像を観察光学系により虚
像投影し、観察者の瞳に導く映像表示装置は、いわゆる
ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ（Head Mounted D
isplay，ＨＭＤ）と呼ばれ、一般に知られている。その
映像形成部材の一つである液晶には、表示側の反対側か
ら照明する透過型液晶と、表示側から照明する反射型液
晶に大別される。
【０００３】映像表示装置に広く用いられている透過型
液晶表示パネルは、背面からの照明光を透過させるた
め、その基板としてガラス等の透過率の高い部材を用い
る必要があり、半導体製造プロセス上の制約が大きいの
で、高密度の画素集積化が困難である。また、各画素を
駆動するＴＦＴ等の周辺回路部分には或程度の大きさが
必要であり、これを同一の表示パネル上に配置しなけれ
ばならないため、画素の集積度を上げようとすると、表
示パネル全体に占める画素の面積、即ちいわゆる開口率
が低下し、結果として照明効率及び映像品位の低下を招
くという問題がある。
液晶表示パネルは、背面からの照明光を透過させるた
め、その基板としてガラス等の透過率の高い部材を用い
る必要があり、半導体製造プロセス上の制約が大きいの
で、高密度の画素集積化が困難である。また、各画素を
駆動するＴＦＴ等の周辺回路部分には或程度の大きさが
必要であり、これを同一の表示パネル上に配置しなけれ
ばならないため、画素の集積度を上げようとすると、表
示パネル全体に占める画素の面積、即ちいわゆる開口率
が低下し、結果として照明効率及び映像品位の低下を招
くという問題がある。
【０００４】一方、反射型液晶表示パネルは、シリコン
等の半導体を基板とし、小型で集積度の高いものを作成
する事が可能であり、しかも、前記回路部分を表示側と
反対側の面に配置する事が可能で、集積度を上げても開
口率の低下が少ないので、反射効率も非常に高く、明る
い画像が得られる。これは、画素の大きさが小さくなる
ほど顕著となるので、同じ画素数の場合は、明るさを低
下させる事なく表示パネルの大きさを小さくする事が可
能である。また、表示パネルの大きさが同じである場合
は、画素数を増やす事が可能であり、これは高精細化に
つながる。また、偏光変換を行う液晶層の厚みを薄くす
る事が原理的に可能であり、これは表示切り替え速度の
向上につながる。
等の半導体を基板とし、小型で集積度の高いものを作成
する事が可能であり、しかも、前記回路部分を表示側と
反対側の面に配置する事が可能で、集積度を上げても開
口率の低下が少ないので、反射効率も非常に高く、明る
い画像が得られる。これは、画素の大きさが小さくなる
ほど顕著となるので、同じ画素数の場合は、明るさを低
下させる事なく表示パネルの大きさを小さくする事が可
能である。また、表示パネルの大きさが同じである場合
は、画素数を増やす事が可能であり、これは高精細化に
つながる。また、偏光変換を行う液晶層の厚みを薄くす
る事が原理的に可能であり、これは表示切り替え速度の
向上につながる。
【０００５】このような多くのメリットを持つ反射型液
晶表示パネルをＨＭＤに用いれば、ＨＭＤに求められる
明るく高精細な画像の達成に大きく寄与する事ができ
る。上記反射型液晶表示パネルを用いた映像表示装置の
従来例として、図９に模式的に示す構成がある。これ
は、反射型液晶表示パネル５１を映像表示素子とし、Ｐ
ＢＳ（偏光ビームスプリッター）５２によって、照明光
源５３からの照明光と反射型液晶表示パネル５１で反射
された観察光の分離を行い、観察光学系である接眼レン
ズ５４により瞳５５に導き、映像を拡大観察する構成で
ある。
晶表示パネルをＨＭＤに用いれば、ＨＭＤに求められる
明るく高精細な画像の達成に大きく寄与する事ができ
る。上記反射型液晶表示パネルを用いた映像表示装置の
従来例として、図９に模式的に示す構成がある。これ
は、反射型液晶表示パネル５１を映像表示素子とし、Ｐ
ＢＳ（偏光ビームスプリッター）５２によって、照明光
源５３からの照明光と反射型液晶表示パネル５１で反射
された観察光の分離を行い、観察光学系である接眼レン
ズ５４により瞳５５に導き、映像を拡大観察する構成で
ある。
【０００６】また、図８に模式的に示すように、反射型
液晶表示パネル５１の近傍に照明光源５３を配置し、照
明光源５３の前面に拡散板５６を置いて、光源からの照
明光を拡散させて反射型液晶表示パネル５１に照射し、
ここで反射された観察光を接眼レンズ５４により瞳５５
に導き、映像を拡大観察する構成がある。
液晶表示パネル５１の近傍に照明光源５３を配置し、照
明光源５３の前面に拡散板５６を置いて、光源からの照
明光を拡散させて反射型液晶表示パネル５１に照射し、
ここで反射された観察光を接眼レンズ５４により瞳５５
に導き、映像を拡大観察する構成がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そもそ
も反射型液晶表示パネルを用いる場合には、パネルの表
示側から照明光を照射する必要があり、映像観察の邪魔
にならないように光源を配置し、なおかつ表示パネル全
面を均一に照明するのは困難である。即ち、上記図９で
示したような構成では、光学的なパワーを有する照明光
学系を持っておらず、照明光と観察光の分離を行ってい
るだけなので、照明面５３ａと瞳５５が共役関係にな
く、大きな照明面が必要となる。この状態で照明光源５
３の大きさを小さくした場合、視野周辺の光束がけられ
るので、周辺が暗い視野となってしまう。
も反射型液晶表示パネルを用いる場合には、パネルの表
示側から照明光を照射する必要があり、映像観察の邪魔
にならないように光源を配置し、なおかつ表示パネル全
面を均一に照明するのは困難である。即ち、上記図９で
示したような構成では、光学的なパワーを有する照明光
学系を持っておらず、照明光と観察光の分離を行ってい
るだけなので、照明面５３ａと瞳５５が共役関係にな
く、大きな照明面が必要となる。この状態で照明光源５
３の大きさを小さくした場合、視野周辺の光束がけられ
るので、周辺が暗い視野となってしまう。
【０００８】また、上記図８に示したような構成では、
表示パネル上の照明の均一性を上げるために、光源の前
面に拡散板を置いて、光源からの照明光を十分に拡散さ
せなければならず、結果として照明効率の低下を招いて
いる。本発明は、これらの問題点に鑑み、照明効率を低
下させる事なく、表示素子全体を均一に照明し、視野周
辺まで均一に明るい良好な観察状態を確保し、小型で高
精細の、反射型表示素子を用いた映像表示装置を提供す
る事を目的とする。
表示パネル上の照明の均一性を上げるために、光源の前
面に拡散板を置いて、光源からの照明光を十分に拡散さ
せなければならず、結果として照明効率の低下を招いて
いる。本発明は、これらの問題点に鑑み、照明効率を低
下させる事なく、表示素子全体を均一に照明し、視野周
辺まで均一に明るい良好な観察状態を確保し、小型で高
精細の、反射型表示素子を用いた映像表示装置を提供す
る事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、映像を形成する反射型表示素子と、そ
の反射型表示素子からの光束を瞳に導く観察光学系と、
前記反射型表示素子を照明する照明光源と、その照明光
源からの照明光を前記反射型表示素子を介して前記観察
光学系に導く照明光学系とを備え、その照明光学系は、
前記瞳と前記照明光源とが略共役関係となるように構成
されているものとする。
に、本発明では、映像を形成する反射型表示素子と、そ
の反射型表示素子からの光束を瞳に導く観察光学系と、
前記反射型表示素子を照明する照明光源と、その照明光
源からの照明光を前記反射型表示素子を介して前記観察
光学系に導く照明光学系とを備え、その照明光学系は、
前記瞳と前記照明光源とが略共役関係となるように構成
されているものとする。
【００１０】また、前記照明光学系は、前記照明光源か
らの照明光束を制限する絞りを有する構成とする。さら
に、前記照明光学系の一部が前記観察光学系の一部と共
用されている構成とする。
らの照明光束を制限する絞りを有する構成とする。さら
に、前記照明光学系の一部が前記観察光学系の一部と共
用されている構成とする。
【００１１】また、別の構成として、映像を形成する反
射型表示素子と、その反射型表示素子からの光束を瞳に
導く観察光学系と、その観察光学系を介して前記反射型
表示素子を照明する照明光源とを有し、前記観察光学系
と前記瞳との間にコンバイナを備え、そのコンバイナに
対してその瞳と略対称な位置に前記照明光源を配置した
構成とする。
射型表示素子と、その反射型表示素子からの光束を瞳に
導く観察光学系と、その観察光学系を介して前記反射型
表示素子を照明する照明光源とを有し、前記観察光学系
と前記瞳との間にコンバイナを備え、そのコンバイナに
対してその瞳と略対称な位置に前記照明光源を配置した
構成とする。
【００１２】また、前記反射型表示素子は強誘電反射型
液晶より成り、前記照明光源はＲＧＢの３原色に対応す
る少なくとも３個以上の発光ダイオードで構成されてお
り、前記反射型液晶表示素子を駆動する映像信号に同期
してその発光ダイオードを順次発光させる事で、カラー
映像を表示する構成とする。
液晶より成り、前記照明光源はＲＧＢの３原色に対応す
る少なくとも３個以上の発光ダイオードで構成されてお
り、前記反射型液晶表示素子を駆動する映像信号に同期
してその発光ダイオードを順次発光させる事で、カラー
映像を表示する構成とする。
【００１３】さらに、前記瞳及び前記照明光源は、前記
観察光学系の後側焦点位置近傍に配置されており、その
観察光学系は前記反射型表示素子に対して、ほぼテレセ
ントリック光学系となる構成とする。
観察光学系の後側焦点位置近傍に配置されており、その
観察光学系は前記反射型表示素子に対して、ほぼテレセ
ントリック光学系となる構成とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１〜図７は、それ
ぞれ第１〜第７の実施形態の光学系の構成を模式的に示
している。
て、図面を参照しながら説明する。図１〜図７は、それ
ぞれ第１〜第７の実施形態の光学系の構成を模式的に示
している。
【００１５】図１において、１は照明光源、２はその周
りを取り囲んで上方に開口するリフレクター、３はその
上端に設けられた偏光板、４はその上面に設けられた絞
りである。絞り４は、その上方のプリズムブロック５の
下面に設けられている。プリズムブロック５は、その上
方のプリズムブロック６と接合され、その接合部は左上
から右下にかけて斜面を成し、半透過面７を形成する。
プリズムブロック６の上側には反射型液晶表示パネル８
が配設され、またプリズムブロック５の左側には偏光板
９が配設されている。そして、偏光板９の更に左方に
は、瞳１０が配置されている。
りを取り囲んで上方に開口するリフレクター、３はその
上端に設けられた偏光板、４はその上面に設けられた絞
りである。絞り４は、その上方のプリズムブロック５の
下面に設けられている。プリズムブロック５は、その上
方のプリズムブロック６と接合され、その接合部は左上
から右下にかけて斜面を成し、半透過面７を形成する。
プリズムブロック６の上側には反射型液晶表示パネル８
が配設され、またプリズムブロック５の左側には偏光板
９が配設されている。そして、偏光板９の更に左方に
は、瞳１０が配置されている。
【００１６】同図の照明光源１から射出した光束及びリ
フレクター２により反射された光束は、上方の偏光板
３，絞り４，プリズムブロック５を経て半透過面７を透
過し、プリズムブロック６を経て反射型液晶表示パネル
８に入射する。ここで画像として変調された光束は、再
び照明光源１側へと下方に反射され、半透過面７に入射
して右方へと反射される。反射された光束は、観察光学
系を構成する凹反射面であるｂ面に入射し、再び半透過
面７を透過し、偏光板９を経て瞳１０に導かれる。
フレクター２により反射された光束は、上方の偏光板
３，絞り４，プリズムブロック５を経て半透過面７を透
過し、プリズムブロック６を経て反射型液晶表示パネル
８に入射する。ここで画像として変調された光束は、再
び照明光源１側へと下方に反射され、半透過面７に入射
して右方へと反射される。反射された光束は、観察光学
系を構成する凹反射面であるｂ面に入射し、再び半透過
面７を透過し、偏光板９を経て瞳１０に導かれる。
【００１７】本実施形態では、観察光学系と照明光学系
は、これらの間を半透過面７とした２つのプリズムブロ
ック５，６で構成される。即ち、観察光学系は、図中の
ａ面，ｂ面，ｃ面により構成されており、照明光学系は
ｃ面により構成されている。反射型液晶表示パネル８を
照明する光束と、反射型液晶表示パネル８により反射さ
れた光束の分離は、半透過面７により行われている。本
実施形態では、照明光学系（ｃ面）により瞳１０と照明
光源１を略共役にするように設定されている。これによ
り、照明光源１の大きさを小さくする事ができる。尚、
これらａ，ｂ，ｃの面記号は、後述のコンストラクショ
ンデータにおける面番号とは別に設定されている。これ
は、以下の実施形態についても同様である。
は、これらの間を半透過面７とした２つのプリズムブロ
ック５，６で構成される。即ち、観察光学系は、図中の
ａ面，ｂ面，ｃ面により構成されており、照明光学系は
ｃ面により構成されている。反射型液晶表示パネル８を
照明する光束と、反射型液晶表示パネル８により反射さ
れた光束の分離は、半透過面７により行われている。本
実施形態では、照明光学系（ｃ面）により瞳１０と照明
光源１を略共役にするように設定されている。これによ
り、照明光源１の大きさを小さくする事ができる。尚、
これらａ，ｂ，ｃの面記号は、後述のコンストラクショ
ンデータにおける面番号とは別に設定されている。これ
は、以下の実施形態についても同様である。
【００１８】また、本実施形態のように、瞳１０と略共
役な場所に余分な光束をカットする絞り４を配置する事
により、瞳１０の大きさが制限され、設計的に良好な観
察状態が確保される光束のみを瞳１０に導く事ができ
る。また、本実施形態では、照明光源１と半透過面７と
の間に偏光板３が配設され、また半透過面７と瞳１０と
の間に偏光板９が配設されている。これは、照明光源１
から射出した光束が半透過面７を透過せずに、ここで瞳
１０側に反射されて生じるゴースト光のカットを行うも
のである。
役な場所に余分な光束をカットする絞り４を配置する事
により、瞳１０の大きさが制限され、設計的に良好な観
察状態が確保される光束のみを瞳１０に導く事ができ
る。また、本実施形態では、照明光源１と半透過面７と
の間に偏光板３が配設され、また半透過面７と瞳１０と
の間に偏光板９が配設されている。これは、照明光源１
から射出した光束が半透過面７を透過せずに、ここで瞳
１０側に反射されて生じるゴースト光のカットを行うも
のである。
【００１９】例えば、偏光板３は或方向の偏光のみを透
過させ、偏光板９は偏光板３で透過する偏光と９０度偏
光方向が回転した偏光が透過するように配置しておけ
ば、上記ゴースト光は偏光板９によりカットされ、瞳１
０に入射する事はない。反射型液晶表示パネル８により
変調された光束は、偏光方向が９０度回転されるので、
観察光学系を通過した後に偏光板９を透過し、瞳１０に
到達する事ができる。
過させ、偏光板９は偏光板３で透過する偏光と９０度偏
光方向が回転した偏光が透過するように配置しておけ
ば、上記ゴースト光は偏光板９によりカットされ、瞳１
０に入射する事はない。反射型液晶表示パネル８により
変調された光束は、偏光方向が９０度回転されるので、
観察光学系を通過した後に偏光板９を透過し、瞳１０に
到達する事ができる。
【００２０】図２は、第２の実施形態として、観察光学
系を非軸光学系とした形態に本発明を適用した例であ
る。同図において、１は照明光源、２はその周りを取り
囲んで右斜め下方に開口するリフレクター、更にその右
斜め下方に配設される１１は観察光学系を成すプリズム
ブロックである。プリズムブロック１１の上面は、半透
過面であるｃ面が形成されており、その右斜め上方には
コンデンサーレンズ１２及び反射型液晶表示パネル８が
配設されている。またプリズムブロック１１の下部左方
には瞳１０が配置されている。
系を非軸光学系とした形態に本発明を適用した例であ
る。同図において、１は照明光源、２はその周りを取り
囲んで右斜め下方に開口するリフレクター、更にその右
斜め下方に配設される１１は観察光学系を成すプリズム
ブロックである。プリズムブロック１１の上面は、半透
過面であるｃ面が形成されており、その右斜め上方には
コンデンサーレンズ１２及び反射型液晶表示パネル８が
配設されている。またプリズムブロック１１の下部左方
には瞳１０が配置されている。
【００２１】同図の照明光源１から射出した光束及びリ
フレクター２により反射された光束は、プリズムブロッ
ク１１のｃ面により反射され、コンデンサーレンズ１２
を経て反射型液晶表示パネル８に入射する。ここで画像
として変調された光束は、再びプリズムブロック１１側
へと左斜め下方に反射され、コンデンサーレンズ１２を
経てｃ面よりプリズムブロック１１に入射する。入射し
た光束は、プリズムブロック１１左部のａ面で全反射さ
れ、右部のｂ面に到達する。ｂ面は凹反射面であり、到
達した光束は、ここで入射時とは違う角度で反射され、
再びａ面を経て瞳１０に導かれる。ここで、ａ面とｂ面
の配置関係は、ａ面が全反射による反射と透過を行うた
めの選択反射面となるように設定されている。
フレクター２により反射された光束は、プリズムブロッ
ク１１のｃ面により反射され、コンデンサーレンズ１２
を経て反射型液晶表示パネル８に入射する。ここで画像
として変調された光束は、再びプリズムブロック１１側
へと左斜め下方に反射され、コンデンサーレンズ１２を
経てｃ面よりプリズムブロック１１に入射する。入射し
た光束は、プリズムブロック１１左部のａ面で全反射さ
れ、右部のｂ面に到達する。ｂ面は凹反射面であり、到
達した光束は、ここで入射時とは違う角度で反射され、
再びａ面を経て瞳１０に導かれる。ここで、ａ面とｂ面
の配置関係は、ａ面が全反射による反射と透過を行うた
めの選択反射面となるように設定されている。
【００２２】本実施形態においては、観察光学系である
プリズムブロック１１の半透過面であるｃ面を反射面と
して用い、これとコンデンサーレンズ１２とで照明光学
系を形成し、瞳１０と照明光源１が略共役になるように
設定している。これにより、照明光源１の大きさを小さ
くする事ができる。このｃ面は、透過面としては観察光
学系で収差補正に寄与し、反射面としては照明光源の大
きさを小さくする照明光学系の一部として寄与してい
る。このように、観察光学系の一部と照明光学系の一部
を共用する事により、効率的にコンパクト化を図る事が
可能となる。
プリズムブロック１１の半透過面であるｃ面を反射面と
して用い、これとコンデンサーレンズ１２とで照明光学
系を形成し、瞳１０と照明光源１が略共役になるように
設定している。これにより、照明光源１の大きさを小さ
くする事ができる。このｃ面は、透過面としては観察光
学系で収差補正に寄与し、反射面としては照明光源の大
きさを小さくする照明光学系の一部として寄与してい
る。このように、観察光学系の一部と照明光学系の一部
を共用する事により、効率的にコンパクト化を図る事が
可能となる。
【００２３】図３は、第３の実施形態として、第２の実
施形態で示した選択反射面（ａ面）をＴＩＲ面として別
に設け、観察光学系の射出面をあらためてａ面として独
立させた例である。同図において、１は照明光源、２は
その周りを取り囲んで左方に開口するリフレクター、４
はその左面に設けられた絞りである。絞り４は、その左
方のプリズムブロック５の右面に設けられている。プリ
ズムブロック５は、その下方のプリズムブロック６と接
合され、その接合部は左上から右下にかけて斜面を成
し、半透過面７を形成する。
施形態で示した選択反射面（ａ面）をＴＩＲ面として別
に設け、観察光学系の射出面をあらためてａ面として独
立させた例である。同図において、１は照明光源、２は
その周りを取り囲んで左方に開口するリフレクター、４
はその左面に設けられた絞りである。絞り４は、その左
方のプリズムブロック５の右面に設けられている。プリ
ズムブロック５は、その下方のプリズムブロック６と接
合され、その接合部は左上から右下にかけて斜面を成
し、半透過面７を形成する。
【００２４】プリズムブロック５の上側にはコンデンサ
ーレンズ１２及び反射型液晶表示パネル８が配設されて
いる。また、プリズムブロック６は、その左方のプリズ
ムブロック１３と接合され、その接合部は左上から右下
にかけて斜面を成し、ＴＩＲ面を形成する。そして、プ
リズムブロック１３の更に左方には、瞳１０が配置され
ている。
ーレンズ１２及び反射型液晶表示パネル８が配設されて
いる。また、プリズムブロック６は、その左方のプリズ
ムブロック１３と接合され、その接合部は左上から右下
にかけて斜面を成し、ＴＩＲ面を形成する。そして、プ
リズムブロック１３の更に左方には、瞳１０が配置され
ている。
【００２５】同図の照明光源１から射出した光束及びリ
フレクター２により反射された光束は、左方の絞り４，
プリズムブロック５を経て半透過面７で上方へと反射さ
れ、コンデンサーレンズ１２を経て反射型液晶表示パネ
ル８に入射する。ここで画像として変調された光束は、
再びプリズムブロック５側へと下方に反射され、コンデ
ンサーレンズ１２，プリズムブロック５を経て半透過面
７を透過する。透過した光束は、プリズムブロック６左
下部のＴＩＲ面で全反射され、右部のｂ面に到達する。
ｂ面は凹反射面であり、到達した光束は、ここで入射時
とは違う角度で反射され、再びＴＩＲ面を経てプリズム
ブロック１３を透過し、左部のａ面を経て瞳１０に導か
れる。
フレクター２により反射された光束は、左方の絞り４，
プリズムブロック５を経て半透過面７で上方へと反射さ
れ、コンデンサーレンズ１２を経て反射型液晶表示パネ
ル８に入射する。ここで画像として変調された光束は、
再びプリズムブロック５側へと下方に反射され、コンデ
ンサーレンズ１２，プリズムブロック５を経て半透過面
７を透過する。透過した光束は、プリズムブロック６左
下部のＴＩＲ面で全反射され、右部のｂ面に到達する。
ｂ面は凹反射面であり、到達した光束は、ここで入射時
とは違う角度で反射され、再びＴＩＲ面を経てプリズム
ブロック１３を透過し、左部のａ面を経て瞳１０に導か
れる。
【００２６】本実施形態においては、照明光学系はコン
デンサーレンズ１２及び半透過面７により構成され、こ
れにより照明光源１と瞳１０とが略共役関係におかれ、
照明光源１の小型化が図られる。また、略共役面に絞り
をおき、設計的な瞳径に制限している事は、第１，第２
の実施形態と同様である。
デンサーレンズ１２及び半透過面７により構成され、こ
れにより照明光源１と瞳１０とが略共役関係におかれ、
照明光源１の小型化が図られる。また、略共役面に絞り
をおき、設計的な瞳径に制限している事は、第１，第２
の実施形態と同様である。
【００２７】図４に、第４の実施形態として、本発明の
他の構成例を示す。本実施形態は、俗にパンケーキタイ
プと呼ばれる観察光学系に本発明を適用したものであ
る。同図において、照明光源１から上方へ射出した光束
は、ハーフミラー或いはＰＢＳ等より成る半透過面７で
左方へと反射され、コンデンサーレンズ１２を経て反射
型液晶表示パネル８に入射する。ここで画像として変調
された光束は、再び半透過面７側へと右方に反射され、
コンデンサーレンズ１２を経て半透過面７を透過する。
他の構成例を示す。本実施形態は、俗にパンケーキタイ
プと呼ばれる観察光学系に本発明を適用したものであ
る。同図において、照明光源１から上方へ射出した光束
は、ハーフミラー或いはＰＢＳ等より成る半透過面７で
左方へと反射され、コンデンサーレンズ１２を経て反射
型液晶表示パネル８に入射する。ここで画像として変調
された光束は、再び半透過面７側へと右方に反射され、
コンデンサーレンズ１２を経て半透過面７を透過する。
【００２８】透過した光束は、観察光学系を成すプリズ
ムブロック１４の瞳側（後述の瞳１０側）選択反射面で
あるａ面で再び液晶側（反射型液晶表示パネル８側）へ
と左方に反射され、プリズムブロック１４の液晶側選択
反射面であるｂ面で再び瞳側へと右方に反射され、瞳１
０に導かれる。これらの選択反射面の材質としては、コ
レステリック液晶層等が用いられる。照明光学系は、コ
ンデンサーレンズ１２、半透過面７により構成される。
これにより照明光源１と瞳１０とが略共役関係におか
れ、照明光源１の小型化が図られる。
ムブロック１４の瞳側（後述の瞳１０側）選択反射面で
あるａ面で再び液晶側（反射型液晶表示パネル８側）へ
と左方に反射され、プリズムブロック１４の液晶側選択
反射面であるｂ面で再び瞳側へと右方に反射され、瞳１
０に導かれる。これらの選択反射面の材質としては、コ
レステリック液晶層等が用いられる。照明光学系は、コ
ンデンサーレンズ１２、半透過面７により構成される。
これにより照明光源１と瞳１０とが略共役関係におか
れ、照明光源１の小型化が図られる。
【００２９】また、以下に示す実施形態においては、い
わゆるケーラー照明が用いられている。光学顕微鏡等の
他の光学機器において、ケーラー照明は広く用いられて
いる。これは、照明光学系によって、光源の像を被観察
物にではなく対物レンズの入射瞳位置に結像させるとい
うものであり、被観察物を均一に効率良く照明する方式
として有効である。
わゆるケーラー照明が用いられている。光学顕微鏡等の
他の光学機器において、ケーラー照明は広く用いられて
いる。これは、照明光学系によって、光源の像を被観察
物にではなく対物レンズの入射瞳位置に結像させるとい
うものであり、被観察物を均一に効率良く照明する方式
として有効である。
【００３０】以下の実施形態は、このケーラー照明を反
射型表示素子を用いた映像表示装置に応用したものであ
って、観察光学系と観察者の瞳との間に配置されたコン
バイナに対し、その瞳と略対称な位置に光源を配置し、
映像表示のための観察光学系を照明光学系としても利用
する事によって、光源の像を観察者の瞳上に結像させ
る。このとき、観察光学系は、反射型表示素子に対し
て、ほぼテレセントリック光学系となる。
射型表示素子を用いた映像表示装置に応用したものであ
って、観察光学系と観察者の瞳との間に配置されたコン
バイナに対し、その瞳と略対称な位置に光源を配置し、
映像表示のための観察光学系を照明光学系としても利用
する事によって、光源の像を観察者の瞳上に結像させ
る。このとき、観察光学系は、反射型表示素子に対し
て、ほぼテレセントリック光学系となる。
【００３１】図５は、第５の実施形態として、上記ケー
ラー照明を用いた光学系の構成例を示したものである。
同図において、発光ダイオードより成る照明光源１は、
ハーフミラー１５に対して、観察者の瞳１０と略対称の
位置に配置されている。この位置は、接眼レンズ１６の
後側焦点位置近傍にある。照明光源１から射出された光
束は、矢印で示すように、ハーフミラー１５により反射
され、接眼レンズ１６を介して反射型液晶表示パネル８
に均一に照射される。反射型表示パネル８により反射さ
れた光束は、再び接眼レンズ１６によって導かれ、ハー
フミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このとき、
照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像しており、ケ
ーラー照明が実現されている。
ラー照明を用いた光学系の構成例を示したものである。
同図において、発光ダイオードより成る照明光源１は、
ハーフミラー１５に対して、観察者の瞳１０と略対称の
位置に配置されている。この位置は、接眼レンズ１６の
後側焦点位置近傍にある。照明光源１から射出された光
束は、矢印で示すように、ハーフミラー１５により反射
され、接眼レンズ１６を介して反射型液晶表示パネル８
に均一に照射される。反射型表示パネル８により反射さ
れた光束は、再び接眼レンズ１６によって導かれ、ハー
フミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このとき、
照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像しており、ケ
ーラー照明が実現されている。
【００３２】本実施形態において、反射型液晶表示パネ
ル８に高周波での駆動が容易な強誘電反射型液晶を用
い、照明光源１にＲＧＢの３原色に対応する少なくとも
３個以上の発光ダイオードを用いて、反射型液晶表示パ
ネル８に同期して、それらを時分割で順次発光させる事
で、観察者にカラー映像を表示する事も可能である。勿
論、カラーフィルターを具備する反射型カラー液晶パネ
ルを用いる場合は、照明光源は白色の発光ダイオード
や、白色蛍光灯その他を用いれば良い事は言うまでもな
い。
ル８に高周波での駆動が容易な強誘電反射型液晶を用
い、照明光源１にＲＧＢの３原色に対応する少なくとも
３個以上の発光ダイオードを用いて、反射型液晶表示パ
ネル８に同期して、それらを時分割で順次発光させる事
で、観察者にカラー映像を表示する事も可能である。勿
論、カラーフィルターを具備する反射型カラー液晶パネ
ルを用いる場合は、照明光源は白色の発光ダイオード
や、白色蛍光灯その他を用いれば良い事は言うまでもな
い。
【００３３】尚、本実施形態では、コンバイナとしてハ
ーフミラー１５を用いているが、ＰＢＳ（偏光ビームス
プリッタ）等の他のコンバイナを利用しても良い。ま
た、視野角に対して、照明光源１から射出する光の指向
性が強すぎる場合や、瞳１０に対して照明光源１の大き
さが十分でない場合等に、照明光束を僅かに拡散させる
程度の拡散板を照明光源１とコンバイナとの間に配置す
る事は、本発明の原理の応用から外れるものではない事
は自明である。
ーフミラー１５を用いているが、ＰＢＳ（偏光ビームス
プリッタ）等の他のコンバイナを利用しても良い。ま
た、視野角に対して、照明光源１から射出する光の指向
性が強すぎる場合や、瞳１０に対して照明光源１の大き
さが十分でない場合等に、照明光束を僅かに拡散させる
程度の拡散板を照明光源１とコンバイナとの間に配置す
る事は、本発明の原理の応用から外れるものではない事
は自明である。
【００３４】図６は、第６の実施形態として、上記ケー
ラー照明を用いた光学系の他の構成例を示したものであ
る。本実施形態は、観察光学系として、凹面鏡を用いた
ものである。同図において、発光ダイオードより成る照
明光源１は、ハーフミラー１５に対して、観察者の瞳１
０と略対称の位置に配置されている。この位置は、凹面
鏡１８の焦点位置近傍にある。
ラー照明を用いた光学系の他の構成例を示したものであ
る。本実施形態は、観察光学系として、凹面鏡を用いた
ものである。同図において、発光ダイオードより成る照
明光源１は、ハーフミラー１５に対して、観察者の瞳１
０と略対称の位置に配置されている。この位置は、凹面
鏡１８の焦点位置近傍にある。
【００３５】照明光源１から射出された光束は、矢印で
示すように、ハーフミラー１５により反射され、更にハ
ーフミラー１７に反射されて、凹面鏡１８を介してハー
フミラー１７を透過した後、反射型液晶表示パネル８に
均一に照射される。反射型表示パネル８により反射され
た光束は、再びハーフミラー１７を透過して凹面鏡１８
によって導かれ、ハーフミラー１７に反射された後にハ
ーフミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このと
き、照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像してお
り、ケーラー照明が実現されている。
示すように、ハーフミラー１５により反射され、更にハ
ーフミラー１７に反射されて、凹面鏡１８を介してハー
フミラー１７を透過した後、反射型液晶表示パネル８に
均一に照射される。反射型表示パネル８により反射され
た光束は、再びハーフミラー１７を透過して凹面鏡１８
によって導かれ、ハーフミラー１７に反射された後にハ
ーフミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このと
き、照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像してお
り、ケーラー照明が実現されている。
【００３６】図７は、第７の実施形態として、上記ケー
ラー照明を用いた光学系の他の構成例を示したものであ
る。本実施形態は、観察光学系として、自由曲面プリズ
ムを用いたものである。同図において、発光ダイオード
より成る照明光源１は、ハーフミラー１５に対して、観
察者の瞳１０と略対称の位置に配置されている。この位
置は、自由曲面プリズム１９の焦点位置近傍にある。
ラー照明を用いた光学系の他の構成例を示したものであ
る。本実施形態は、観察光学系として、自由曲面プリズ
ムを用いたものである。同図において、発光ダイオード
より成る照明光源１は、ハーフミラー１５に対して、観
察者の瞳１０と略対称の位置に配置されている。この位
置は、自由曲面プリズム１９の焦点位置近傍にある。
【００３７】照明光源１から射出された光束は、矢印で
示すように、ハーフミラー１５により反射され、自由曲
面プリズム１９を介して反射型液晶表示パネル８に均一
に照射される。反射型表示パネル８により反射された光
束は、再び自由曲面プリズム１９によって導かれ、ハー
フミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このとき、
照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像しており、ケ
ーラー照明が実現されている。
示すように、ハーフミラー１５により反射され、自由曲
面プリズム１９を介して反射型液晶表示パネル８に均一
に照射される。反射型表示パネル８により反射された光
束は、再び自由曲面プリズム１９によって導かれ、ハー
フミラー１５を透過して瞳１０に到達する。このとき、
照明光源１の像は、瞳１０位置近傍に結像しており、ケ
ーラー照明が実現されている。
【００３８】以下、本発明に係る映像表示装置の構成
を、コンストラクションデータを挙げて、更に具体的に
示す。尚、以下に挙げる実施例１〜３は、前述した第１
〜第３の実施形態にそれぞれ対応している。各実施例に
おいて、ri(i=1,2,3...)は、瞳側から数えてi 番目の面
の曲率半径を示す。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を
付した面は、回転対称非球面或いはアナモルフィック非
球面で構成された面である事を示し、各非球面の面形状
を表す式は、以下に定義する。
を、コンストラクションデータを挙げて、更に具体的に
示す。尚、以下に挙げる実施例１〜３は、前述した第１
〜第３の実施形態にそれぞれ対応している。各実施例に
おいて、ri(i=1,2,3...)は、瞳側から数えてi 番目の面
の曲率半径を示す。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を
付した面は、回転対称非球面或いはアナモルフィック非
球面で構成された面である事を示し、各非球面の面形状
を表す式は、以下に定義する。
【００３９】〈回転対称非球面を表す式〉 Ｚ＝ｃｈ2／〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ2ｈ2｝〕＋Ａ
ｈ4＋Ｂｈ6＋Ｃｈ8＋Ｄｈ10＋Ｅｈ12＋Ｆｈ14＋Ｇｈ16
＋Ｈｈ18＋Ｊｈ20 但し、 Ｚ：Ｚ軸に平行な面のサグ ｃ：面の頂点での曲率（ＣＵＹ） Ｋ：円錐係数 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊ：それぞれ４次、
６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８
次、２０次の変形係数 ｈ2＝Ｘ2＋Ｙ2 である。
ｈ4＋Ｂｈ6＋Ｃｈ8＋Ｄｈ10＋Ｅｈ12＋Ｆｈ14＋Ｇｈ16
＋Ｈｈ18＋Ｊｈ20 但し、 Ｚ：Ｚ軸に平行な面のサグ ｃ：面の頂点での曲率（ＣＵＹ） Ｋ：円錐係数 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊ：それぞれ４次、
６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８
次、２０次の変形係数 ｈ2＝Ｘ2＋Ｙ2 である。
【００４０】〈アナモルフィック非球面を表す式〉 Ｚ＝（ＣＵＸ・Ｘ2＋ＣＵＹ・Ｙ2）／〔１＋√｛１−
（１＋ＫＸ）ＣＵＸ2・Ｘ2−（１＋ＫＹ）ＣＵＹ2・
Ｙ2｝〕＋ＡＲ｛（１−ＡＰ）Ｘ2＋（１＋ＡＰ）Ｙ2｝2
＋ＢＲ｛（１−ＢＰ）Ｘ2＋（１＋ＢＰ）Ｙ2｝3＋ＣＲ
｛（１−ＣＰ）Ｘ2＋（１＋ＣＰ）Ｙ2｝4＋ＤＲ｛（１
−ＤＰ）Ｘ2＋（１＋ＤＰ）Ｙ2｝5
（１＋ＫＸ）ＣＵＸ2・Ｘ2−（１＋ＫＹ）ＣＵＹ2・
Ｙ2｝〕＋ＡＲ｛（１−ＡＰ）Ｘ2＋（１＋ＡＰ）Ｙ2｝2
＋ＢＲ｛（１−ＢＰ）Ｘ2＋（１＋ＢＰ）Ｙ2｝3＋ＣＲ
｛（１−ＣＰ）Ｘ2＋（１＋ＣＰ）Ｙ2｝4＋ＤＲ｛（１
−ＤＰ）Ｘ2＋（１＋ＤＰ）Ｙ2｝5
【００４１】但し、 Ｚ：Ｚ軸に平行な面のサグ ＣＵＸ，ＣＵＹ：それぞれＸとＹの曲率 ＫＸ，ＫＹ：それぞれＸとＹの円錐係数 ＡＲ，ＢＲ，ＣＲ，ＤＲ：円錐からのそれぞれ４次、６
次、８次、１０次の変形係数の回転対称成分 ＡＰ，ＢＰ，ＣＰ，ＤＰ：円錐からのそれぞれ４次、６
次、８次、１０次の変形係数の非回転対称成分 である。ここで、ＣＵＸ，ＣＵＹの逆数は、それぞれＸ
とＹの曲率半径であり、それぞれＲＤＸ，ＲＤＹで表
し、各実施例にデータ表示されている。
次、８次、１０次の変形係数の回転対称成分 ＡＰ，ＢＰ，ＣＰ，ＤＰ：円錐からのそれぞれ４次、６
次、８次、１０次の変形係数の非回転対称成分 である。ここで、ＣＵＸ，ＣＵＹの逆数は、それぞれＸ
とＹの曲率半径であり、それぞれＲＤＸ，ＲＤＹで表
し、各実施例にデータ表示されている。
【００４２】 《実施例１》 [曲率半径RDY] [媒質] [備考] r1 = ∞ AIR 瞳１０ r2*= 80.87347 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 プリズム射出面（ａ面） r3*=-41.75305 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 凹反射面（ｂ面） r4 = ∞ 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 半透過面７ r5 =-35.00000 AIR プリズム入射面（ｃ面） r6 = ∞ AIR 液晶表示面 r7 =-35.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 コンデンサー面（ｃ面，第 ５面と同一面） r8 = ∞ 照明面
【００４３】 〔第２面(r2)の回転対称非球面係数〕 K : 0.000000 A :0.388162×10-5 B :0.152030×10-6 C :-0.252251×10-8 D :0.000000 〔第３面(r3)の回転対称非球面係数〕 K : 0.000000 A :0.435175×10-6 B :0.112877×10-7 C :-0.402269×10-10 D :0.000000
【００４４】 〈各面の配置データ（第１面基準）〉 [面番号] [XSC] [YSC] [ZSC] [ASC] [BSC] [CSC] １ 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ２ 0.00000 0.00000 12.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ３ 0.00000 0.00000 28.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ４ 0.00000 0.00000 19.00000 45.0000 0.0000 0.0000 ５ 0.00000 9.50000 19.00000 90.0000 0.0000 0.0000 ６ 0.00000 9.92814 19.00000 90.0000 0.0000 0.0000 ７ 0.00000 9.50000 19.00000 90.0000 0.0000 0.0000 ８ 0.00000 -8.50000 19.00000 90.0000 0.0000 0.0000
【００４５】尚、各面の配置データに関して、物体側か
ら像側（＋Ｚ方向）を見たとき、Ｙ軸は上方向に＋，Ｘ
軸は左方向に＋であり、第１面を基準とした各々の面に
ついて、Ｘ，Ｙ，Ｚはその位置を表し、Ａ，Ｂ，Ｃは傾
きを表す。これは以下の実施例においても同様である。
また、本実施例では、第１面〜第５面により観察光学系
が構成され、第７面，第８面により照明光学系が構成さ
れている。
ら像側（＋Ｚ方向）を見たとき、Ｙ軸は上方向に＋，Ｘ
軸は左方向に＋であり、第１面を基準とした各々の面に
ついて、Ｘ，Ｙ，Ｚはその位置を表し、Ａ，Ｂ，Ｃは傾
きを表す。これは以下の実施例においても同様である。
また、本実施例では、第１面〜第５面により観察光学系
が構成され、第７面，第８面により照明光学系が構成さ
れている。
【００４６】 《実施例２》 [曲率半径RDY] [媒質] [備考] r1 = ∞ AIR 瞳１０ r2*= 11056.40405 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 プリズム射出面（ａ面） r3*= -66.18426 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 凹反射面（ｂ面） r4*= 11056.40405 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 全反射面（ａ面，第２面 と同一面） r5*= 99.98674 AIR プリズム入射面（ｃ面） r6 = 40.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 コンデンサーレンズ１２ r7 = -40.00000 AIR r8 = ∞ AIR 液晶表示面 r9 = -40.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 コンデンサーレンズ１２ （第７面と同一面） r10 = 40.00000 AIR （第６面と同一面） r11*= 99.98674 AIR 半透過面（ｃ面，第５面 と同一面） r12 = ∞ AIR 照明面
【００４７】 〔第２面(r2)及び第４面(r4)のアナモルフィック非球面係数〕 KY: 0.000000 KX: 0.000000 RDX:-341.84094 AR:-0.486850×10-5 BR: 0.129060×10-8 CR:-0.188200×10-9 DR:0.000000 AP:-0.421231 BP:-0.536746 CP:-0.473816 DP:0.000000 〔第３面(r3)のアナモルフィック非球面係数〕 KY:23.379666 KX:22.126557 RDX:-56.19072 AR:0.172623×10-4BR:-0.269533×10-6CR:0.490310×10-8DR:-0.271247×10-10 AP:-0.826965×10-1BP:-0.930294×10-2CP:0.276424×10-2DP:0.196499×10-1 〔第５面(r5)及び第１１面(r11)のアナモルフィック非球面係数〕 KY: 0.000000 KX: 0.000000 RDX: 100.00000 AR:-0.172239×10-6 BR: 0.327672×10-6 CR: 0.108004×10-8 DR:0.000000 AP:-0.519816×10 BP: 0.253723×10-1 CP:-0.101008×10 DP:0.000000
【００４８】 〈各面の配置データ（第１面基準）〉 [面番号] [XSC] [YSC] [ZSC] [ASC] [BSC] [CSC] １ 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ２ 0.00000 3.33988 10.00000 14.4914 0.0000 0.0000 ３ 0.00000 0.71726 16.78070 -15.3681 0.0000 0.0000 ４ 0.00000 3.33988 10.00000 14.4914 0.0000 0.0000 ５ 0.00000 13.17979 12.78405 84.7778 0.0000 0.0000 ６ 0.00000 17.89054 16.16554 44.2948 0.0000 0.0000 ７ 0.00000 19.63642 17.95493 44.2948 0.0000 0.0000 ８ 0.00000 20.63546 18.30949 51.7838 0.0000 0.0000 ９ 0.00000 19.63642 17.95493 44.2948 0.0000 0.0000 １０ 0.00000 17.89054 16.16554 44.2948 0.0000 0.0000 １１ 0.00000 13.17979 12.78405 84.7778 0.0000 0.0000 １２ 0.00000 21.14658 13.51219 119.7778 0.0000 0.0000
【００４９】尚、本実施例では、第１面〜第７面により
観察光学系が構成され、第９面〜第１２面により照明光
学系が構成されている。
観察光学系が構成され、第９面〜第１２面により照明光
学系が構成されている。
【００５０】 《実施例３》 [曲率半径RDY] [媒質] [備考] r1 = ∞ AIR 瞳１０ r2*= 17.53188 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 プリズム射出面（ａ面） r3*=-141.62325 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 凹反射面（ｂ面） r4 = ∞ 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 ＴＩＲ面 r5 = -40.00000 AIR プリズム入射面 r6 = 30.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 コンデンサーレンズ１２ r7 = -30.00000 AIR r8 = ∞ AIR 液晶表示面 r9 = -30.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 コンデンサーレンズ１２ （第７面と同一面） r10 = 30.00000 AIR （第６面と同一面） r11 =-40.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 （第５面と同一面） r12 = 70.00000 屈折率 1.4914 アッベ数 57.82 半透過面 r13 = ∞ AIR 照明面
【００５１】 〔第２面(r2)の回転対称非球面係数〕 K : 0.000000 A:0.749182×10-4 B:-0.104949×10-5 C:0.362648×10-7 D:-0.563498×10-9 E:0.295641×10-11 F:0.000000 G:0.000000 H:0.000000 〔第３面(r3)のアナモルフィック非球面係数〕 KY:-0.995099 KX:50.749178 RDX:-126.06681 AR:0.237363×10-4BR:-0.160488×10-6CR:0.648223×10-8DR:-0.558788×10-10 AP:-0.154193 BP:-0.883619×10-1CP:0.615473×10-1DP:0.989218×10-1
【００５２】 〈各面の配置データ（第１面基準）〉 [面番号] [XSC] [YSC] [ZSC] [ASC] [BSC] [CSC] １ 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ２ 0.00000 0.00000 10.00000 0.0000 0.0000 0.0000 ３ 0.00000 -0.03948 19.00000 -13.1724 0.0000 0.0000 ４ 0.00000 1.23666 13.54734 25.0000 0.0000 0.0000 ５ 0.00000 17.55782 16.17149 74.4052 0.0000 0.0000 ６ 0.00000 17.99361 16.29312 74.4052 0.0000 0.0000 ７ 0.00000 20.40157 16.96521 74.4052 0.0000 0.0000 ８ 0.00000 20.72216 16.93059 71.3776 0.0000 0.0000 ９ 0.00000 20.40157 16.96521 74.4052 0.0000 0.0000 １０ 0.00000 17.99361 16.29312 74.4052 0.0000 0.0000 １１ 0.00000 17.55782 16.17149 74.4052 0.0000 0.0000 １２ 0.00000 12.26029 14.69291 34.4052 0.0000 0.0000 １３ 0.00000 17.34566 22.11847 -0.5948 0.0000 0.0000
【００５３】尚、本実施例では、第１面〜第７面により
観察光学系が構成され、第９面〜第１３面により照明光
学系が構成されている。
観察光学系が構成され、第９面〜第１３面により照明光
学系が構成されている。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照明効率を低下させる事なく、表示素子全体を均一に照
明し、視野周辺まで均一に明るい良好な観察状態を確保
し、小型で高精細の、反射型表示素子を用いた映像表示
装置を提供する事ができる。
照明効率を低下させる事なく、表示素子全体を均一に照
明し、視野周辺まで均一に明るい良好な観察状態を確保
し、小型で高精細の、反射型表示素子を用いた映像表示
装置を提供する事ができる。
【００５５】特に、請求項２によるならば、観察者の瞳
が設計エリアに制限され、良好な観察状態が確保され
る。
が設計エリアに制限され、良好な観察状態が確保され
る。
【００５６】また、請求項３によるならば、更なる小型
化が達成される。
化が達成される。
【図１】第１の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図２】第２の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図３】第３の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図４】第４の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図５】第５の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図６】第６の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図７】第７の実施形態の光学系の構成を模式的に示す
図。
図。
【図８】反射型液晶表示パネルを用いた映像表示装置の
従来例を示す図。
従来例を示す図。
【図９】反射型液晶表示パネルを用いた映像表示装置の
従来例を示す図。
従来例を示す図。
１ 照明光源 ２ リフレクター ３ 偏光板 ４ 絞り ５，６，１１，１３，１４ プリズムブロック ７ 半透過面 ８ 反射型液晶表示パネル ９ 偏光板 １０ 瞳 １２ コンデンサーレンズ １５，１７ ハーフミラー １６ 接眼レンズ １８ 凹面鏡 １９ 自由曲面プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 一郎 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 HA10 HA18 HA21 HA22 HA23 HA24 HA28 JA17 MA04 2H091 FA08X FA14Z FA21X FA26X FA41Z FA45Z FD01 HA12 LA18
Claims (6)
- 【請求項１】 映像を形成する反射型表示素子と、該反
射型表示素子からの光束を瞳に導く観察光学系と、前記
反射型表示素子を照明する照明光源と、該照明光源から
の照明光を前記反射型表示素子を介して前記観察光学系
に導く照明光学系とを備え、該照明光学系は、前記瞳と
前記照明光源とが略共役関係となるように構成されてい
る事を特徴とする反射型表示素子を用いた映像表示装
置。 - 【請求項２】 前記照明光学系は、前記照明光源からの
照明光束を制限する絞りを有する事を特徴とする請求項
１に記載の反射型表示素子を用いた映像表示装置。 - 【請求項３】 前記照明光学系の一部が前記観察光学系
の一部と共用されている事を特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の反射型表示素子を用いた映像表示装置。 - 【請求項４】 映像を形成する反射型表示素子と、該反
射型表示素子からの光束を瞳に導く観察光学系と、該観
察光学系を介して前記反射型表示素子を照明する照明光
源とを有し、前記観察光学系と前記瞳との間にコンバイ
ナを備え、該コンバイナに対して該瞳と略対称な位置に
前記照明光源を配置した事を特徴とする反射型表示素子
を用いた映像表示装置。 - 【請求項５】 前記反射型表示素子は強誘電反射型液晶
より成り、前記照明光源はＲＧＢの３原色に対応する少
なくとも３個以上の発光ダイオードで構成されており、
前記反射型液晶表示素子を駆動する映像信号に同期して
該発光ダイオードを順次発光させる事で、カラー映像を
表示する事を特徴とする請求項４に記載の反射型表示素
子を用いた映像表示装置。 - 【請求項６】 前記瞳及び前記照明光源は、前記観察光
学系の後側焦点位置近傍に配置されており、該観察光学
系は前記反射型表示素子に対して、ほぼテレセントリッ
ク光学系となる事を特徴とする請求項４又は請求項５に
記載の反射型表示素子を用いた映像表示装置。
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