JP2001042250A - 画像表示装置 - Google Patents
画像表示装置Info
- Publication number
- JP2001042250A JP2001042250A JP21625999A JP21625999A JP2001042250A JP 2001042250 A JP2001042250 A JP 2001042250A JP 21625999 A JP21625999 A JP 21625999A JP 21625999 A JP21625999 A JP 21625999A JP 2001042250 A JP2001042250 A JP 2001042250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- display
- observer
- optical system
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、広視野な画像を提供しつつ、観察
者の瞳が設計瞳位置からずれても、連続する画像を提供
する画像表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 表示画像を表示する画像表示素子と、該
表示画像の拡大虚像を観察者の瞳に導く虚像光学系とか
らなる表示光学系を複数備え、観察者は前記複数の表示
光学系により導かれる複数の表示画像の拡大虚像を連結
して１枚の画像として観察する画像表示装置において、
前記複数の表示光学系は、各表示光学系の光軸が所定点
を中心とする放射状となるように配置されており、前記
各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光学系
の光軸とのなす角より表示画像の表示画角が大きくなる
ように構成する。
者の瞳が設計瞳位置からずれても、連続する画像を提供
する画像表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 表示画像を表示する画像表示素子と、該
表示画像の拡大虚像を観察者の瞳に導く虚像光学系とか
らなる表示光学系を複数備え、観察者は前記複数の表示
光学系により導かれる複数の表示画像の拡大虚像を連結
して１枚の画像として観察する画像表示装置において、
前記複数の表示光学系は、各表示光学系の光軸が所定点
を中心とする放射状となるように配置されており、前記
各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光学系
の光軸とのなす角より表示画像の表示画角が大きくなる
ように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像表示手段で形成
される画像を拡大して虚像として観察する画像表示装置
に関し、特に、広画角、高解像度で画像を観察するのに
好適なものである。
される画像を拡大して虚像として観察する画像表示装置
に関し、特に、広画角、高解像度で画像を観察するのに
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＲＴ、ＬＣＤ等の画像表示
素子に表示された画像を接眼光学系を介して観察者の前
方に虚像として拡大表示する画像表示装置が知られてい
る。このような画像表示装置によると、観察者は臨場感
ある大画面の画像を観察することができる。図６は、こ
のような公知の画像表示装置の構成図である。図中、１
０１は画像表示素子、１０２は接眼光学系、１０４はア
イポイントに位置する観察者の瞳、１０３は観察者が観
察する虚像である。観察者は接眼光学系１０２により虚
像１０３をアイポイントから観察する。
素子に表示された画像を接眼光学系を介して観察者の前
方に虚像として拡大表示する画像表示装置が知られてい
る。このような画像表示装置によると、観察者は臨場感
ある大画面の画像を観察することができる。図６は、こ
のような公知の画像表示装置の構成図である。図中、１
０１は画像表示素子、１０２は接眼光学系、１０４はア
イポイントに位置する観察者の瞳、１０３は観察者が観
察する虚像である。観察者は接眼光学系１０２により虚
像１０３をアイポイントから観察する。
【０００３】このような画像表示装置で広画角な画像を
観察者に提供するには、接眼光学系１０２の倍率を大き
くする方法がある。しかしながら、接眼光学系１０２の
倍率を大きくすると、一般的に、瞳径が小さく、アイレ
リーフが短くなる。よって、観察可能範囲が非常に狭い
範囲に限定されるので、観察しにくくなるという問題点
が生じる。また、倍率を大きくするほど虚像１０３を構
成している画素も大きくなり、観察画像の精細度が低く
なるという問題点がある。画素密度が高い表示素子を用
いればよいが、製造上画素の高密度化には限界がある。
また、コストが高くなる。
観察者に提供するには、接眼光学系１０２の倍率を大き
くする方法がある。しかしながら、接眼光学系１０２の
倍率を大きくすると、一般的に、瞳径が小さく、アイレ
リーフが短くなる。よって、観察可能範囲が非常に狭い
範囲に限定されるので、観察しにくくなるという問題点
が生じる。また、倍率を大きくするほど虚像１０３を構
成している画素も大きくなり、観察画像の精細度が低く
なるという問題点がある。画素密度が高い表示素子を用
いればよいが、製造上画素の高密度化には限界がある。
また、コストが高くなる。
【０００４】このような問題点を回避するためには、特
開平６−５１２３９、特開平８−２４０７８６号公報に
開示されているような複数の画像表示素子を用いた画像
表示装置が有効である。この画像表示装置においては、
複数の画像表示素子で表示される画像を、光学系により
合成し、連続した画像として観察する。このような画像
表示装置の一例を図７に示す。
開平６−５１２３９、特開平８−２４０７８６号公報に
開示されているような複数の画像表示素子を用いた画像
表示装置が有効である。この画像表示装置においては、
複数の画像表示素子で表示される画像を、光学系により
合成し、連続した画像として観察する。このような画像
表示装置の一例を図７に示す。
【０００５】図７（ａ）に画像表示装置により観察者が
画像を観察している様子を示し、右側にこの状態で観察
される画像の一例を示す。図中、１２１ａ，１２１ｂ，
１２１ｃは画像表示素子、１２２ａ，１２２ｂ，１２２
ｃは各画像表示素子に対応する接眼レンズである。対応
する画像表示素子と接眼レンズとからなる表示光学系
は、各表示光学系の光軸Ａｘ３ａ，Ａｘ３ｂ，Ａｘ３ｃ
が１点（設計瞳位置とする）を中心とする放射状に配置
されている。
画像を観察している様子を示し、右側にこの状態で観察
される画像の一例を示す。図中、１２１ａ，１２１ｂ，
１２１ｃは画像表示素子、１２２ａ，１２２ｂ，１２２
ｃは各画像表示素子に対応する接眼レンズである。対応
する画像表示素子と接眼レンズとからなる表示光学系
は、各表示光学系の光軸Ａｘ３ａ，Ａｘ３ｂ，Ａｘ３ｃ
が１点（設計瞳位置とする）を中心とする放射状に配置
されている。
【０００６】各画像表示素子１２１ａ，１２１ｂ，１２
１ｃで表示された画像に基づく画像光は、接眼レンズ１
２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを介して設計瞳位置に位置
する観察者の瞳１２３に入射する。
１ｃで表示された画像に基づく画像光は、接眼レンズ１
２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを介して設計瞳位置に位置
する観察者の瞳１２３に入射する。
【０００７】観察者は、この入射光により、画像表示素
子１２１ａの表示画像である観察画像ａ２１と、画像表
示素子１２１ｂの表示画像である観察画像ｂ２１と、画
像表示素子１２１ｃの表示画像である観察画像ｃ２１を
連結した観察画像ｄ２１を虚像として観察する。
子１２１ａの表示画像である観察画像ａ２１と、画像表
示素子１２１ｂの表示画像である観察画像ｂ２１と、画
像表示素子１２１ｃの表示画像である観察画像ｃ２１を
連結した観察画像ｄ２１を虚像として観察する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
画像表示素子を用いた従来の画像表示装置においては、
観察者の瞳が所定の位置（前記設計瞳位置）にあるとき
は連続した画像を観察することができるが、位置がずれ
てしまうと不連続になるという欠点があった。
画像表示素子を用いた従来の画像表示装置においては、
観察者の瞳が所定の位置（前記設計瞳位置）にあるとき
は連続した画像を観察することができるが、位置がずれ
てしまうと不連続になるという欠点があった。
【０００９】例えば、図７（ａ）に示す状態から、
（ｂ），（ｃ）に示すように瞳が前後方向にずれた場合
に観察される画像について説明する。（ｂ）に示すよう
に、瞳１２３が前方向にずれると、真ん中の画像表示素
子１２１ｂ方向からの入射光により、画像表示素子１２
１ｂ上の表示画像より広範囲で、非表示部分を含む観察
画像ｂ２２が形成される。また、画像表示素子１２１
ａ，１２１ｃ方向からの入射光により、画像表示素子１
２１ａ，１２１ｃの表示画像より狭い範囲で、表示部分
の一部が切れた観察画像ａ２２，ｃ２２が形成される。
観察者には、これらの観察画像を連結した非表示部分を
有する観察画像ｄ２２の虚像が観察される。
（ｂ），（ｃ）に示すように瞳が前後方向にずれた場合
に観察される画像について説明する。（ｂ）に示すよう
に、瞳１２３が前方向にずれると、真ん中の画像表示素
子１２１ｂ方向からの入射光により、画像表示素子１２
１ｂ上の表示画像より広範囲で、非表示部分を含む観察
画像ｂ２２が形成される。また、画像表示素子１２１
ａ，１２１ｃ方向からの入射光により、画像表示素子１
２１ａ，１２１ｃの表示画像より狭い範囲で、表示部分
の一部が切れた観察画像ａ２２，ｃ２２が形成される。
観察者には、これらの観察画像を連結した非表示部分を
有する観察画像ｄ２２の虚像が観察される。
【００１０】（ｃ）に示すように、瞳１２３が後ろ方向
にずれると、画像表示素子１２１ａ，１２１ｃ方向から
の入射光により、非表示部分を含む観察画像ａ２３，ｃ
２３が形成される。また、画像表示素子１２１ｂ方向か
らの入射光により、画像表示素子１２１ｂの表示画像の
両端が切れた観察画像ｂ２３が形成される。観察者に
は、これらの観察画像を連結した非表示部分を有する観
察画像ｄ２３の虚像が観察される。以上のように、観察
者の瞳位置が設定瞳位置からずれると、観察者には非表
示部分を含む不連続の画像を観察されることになる。
にずれると、画像表示素子１２１ａ，１２１ｃ方向から
の入射光により、非表示部分を含む観察画像ａ２３，ｃ
２３が形成される。また、画像表示素子１２１ｂ方向か
らの入射光により、画像表示素子１２１ｂの表示画像の
両端が切れた観察画像ｂ２３が形成される。観察者に
は、これらの観察画像を連結した非表示部分を有する観
察画像ｄ２３の虚像が観察される。以上のように、観察
者の瞳位置が設定瞳位置からずれると、観察者には非表
示部分を含む不連続の画像を観察されることになる。
【００１１】本発明は、上記問題点を鑑みて、複数の画
像表示素子上の表示画像を連結して広視野な画像を提供
しつつ、観察者の瞳が設計瞳位置からずれても、連続す
る画像を提供する画像表示装置を提供することを目的と
する。
像表示素子上の表示画像を連結して広視野な画像を提供
しつつ、観察者の瞳が設計瞳位置からずれても、連続す
る画像を提供する画像表示装置を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表示画像を表示する画像表示素子と、該
表示画像の拡大虚像を観察者の瞳に導く虚像光学系とか
らなる表示光学系を複数備え、観察者は前記複数の表示
光学系により導かれる複数の表示画像の拡大虚像を連結
して１枚の画像として観察する画像表示装置において、
前記複数の表示光学系は、各表示光学系の光軸が所定点
を中心とする放射状となるように配置されており、前記
各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光学系
の光軸とのなす角より表示画像の表示画角が大きくなる
ように構成されている。
に、本発明は、表示画像を表示する画像表示素子と、該
表示画像の拡大虚像を観察者の瞳に導く虚像光学系とか
らなる表示光学系を複数備え、観察者は前記複数の表示
光学系により導かれる複数の表示画像の拡大虚像を連結
して１枚の画像として観察する画像表示装置において、
前記複数の表示光学系は、各表示光学系の光軸が所定点
を中心とする放射状となるように配置されており、前記
各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光学系
の光軸とのなす角より表示画像の表示画角が大きくなる
ように構成されている。
【００１３】上記構成によると、前記各表示光学系にお
いて、その光軸と隣接する表示光学系の光軸とのなす角
より表示画像の表示画角が大きくなるように構成されて
いるので、観察者の瞳位置が上記所定点近傍にある場合
は、各画像表示素子において観察者に観察されない領域
まで表示が続くことになる。よって、観察者の瞳の位置
がずれても表示画像が観察されるように構成することが
できる。
いて、その光軸と隣接する表示光学系の光軸とのなす角
より表示画像の表示画角が大きくなるように構成されて
いるので、観察者の瞳位置が上記所定点近傍にある場合
は、各画像表示素子において観察者に観察されない領域
まで表示が続くことになる。よって、観察者の瞳の位置
がずれても表示画像が観察されるように構成することが
できる。
【００１４】また、前記表示画像は、全体画像を複数の
部分画像に分割した各々異なる部分画像を含有し、かつ
該部分画像より広範囲の画像であり、前記各画像表示素
子は、前記部分画像の中心が光軸と略一致するように表
示画像を表示し、前記各表示光学系において、その光軸
と隣接する表示光学系の光軸とのなす角と部分画像の表
示画角が略一致するように構成することが望ましい。
部分画像に分割した各々異なる部分画像を含有し、かつ
該部分画像より広範囲の画像であり、前記各画像表示素
子は、前記部分画像の中心が光軸と略一致するように表
示画像を表示し、前記各表示光学系において、その光軸
と隣接する表示光学系の光軸とのなす角と部分画像の表
示画角が略一致するように構成することが望ましい。
【００１５】このような構成によると、観察者の瞳位置
が上記所定点近傍にある場合には、前記部分画像を連結
して全体画像を観察することができる。また、瞳位置か
らずれた場合でも、各表示光学系により形成される画像
を連結すると１枚の全体画像を観察することができる。
が上記所定点近傍にある場合には、前記部分画像を連結
して全体画像を観察することができる。また、瞳位置か
らずれた場合でも、各表示光学系により形成される画像
を連結すると１枚の全体画像を観察することができる。
【００１６】前記虚像光学系は、前記画像表示素子に近
い側から順に第１の反射透過面と、第２の反射透過面と
を備え、第１の反射透過面は、前記所定点を曲率中心と
する凹面形状であり、第２の反射透過面は、第１の反射
透過面で透過された光を反射し、第１の反射透過面で反
射された光を透過する構成としてもよい。
い側から順に第１の反射透過面と、第２の反射透過面と
を備え、第１の反射透過面は、前記所定点を曲率中心と
する凹面形状であり、第２の反射透過面は、第１の反射
透過面で透過された光を反射し、第１の反射透過面で反
射された光を透過する構成としてもよい。
【００１７】このように構成すると、パワーを有する第
１の反射透過面を一体で構成することができるので、各
表示光学系による画像の連結部分がわかりにくくなる。
１の反射透過面を一体で構成することができるので、各
表示光学系による画像の連結部分がわかりにくくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１９】〈第１の実施形態〉図１は、本実施形態の
画像表示装置の要部概略図である。図１の画像表示装置
は、単眼用で頭部搭載型の画像表示装置として好適であ
る。図中、ＥＰは瞳の設計位置（以下、設計瞳位置と称
する）である。２１ａ，２１ｂ，２１ｃは各々画像表示
素子であり、２２ａ，２２ｂ，２２ｃは各画像表示素子
に対応する接眼レンズである。
画像表示装置の要部概略図である。図１の画像表示装置
は、単眼用で頭部搭載型の画像表示装置として好適であ
る。図中、ＥＰは瞳の設計位置（以下、設計瞳位置と称
する）である。２１ａ，２１ｂ，２１ｃは各々画像表示
素子であり、２２ａ，２２ｂ，２２ｃは各画像表示素子
に対応する接眼レンズである。
【００２０】表示光学系２４ａ，２４ｂ，２４ｃは対応
する画像表示素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃと接眼レンズ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃとからなる。各表示光学系２４
ａ，２４ｂ，２４ｃは、その光軸Ａｘ１ａ，Ａｘ１ｂ，
Ａｘ１ｃが設計瞳位置ＥＰを中心とする放射状となるよ
うに配置されている。隣接する表示光学系２４ａ，２４
ｂ，２４ｃのなす角は等しく、この角を配置角β1とす
る。また、各表示光学系２４ａ，２４ｂ，２４ｃの表示
画角は等しく、この角を表示画角θ1とする。各表示光
学系の表示画角θ1、配置角β1より大きくなるように構
成されている。
する画像表示素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃと接眼レンズ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃとからなる。各表示光学系２４
ａ，２４ｂ，２４ｃは、その光軸Ａｘ１ａ，Ａｘ１ｂ，
Ａｘ１ｃが設計瞳位置ＥＰを中心とする放射状となるよ
うに配置されている。隣接する表示光学系２４ａ，２４
ｂ，２４ｃのなす角は等しく、この角を配置角β1とす
る。また、各表示光学系２４ａ，２４ｂ，２４ｃの表示
画角は等しく、この角を表示画角θ1とする。各表示光
学系の表示画角θ1、配置角β1より大きくなるように構
成されている。
【００２１】次に、本実施形態の画像表示装置における
光の進行の様子について説明する。図２は、本実施形態
の画像表示装置により観察者が画像を観察している様子
を示す図である。図２は、観察者の瞳２３が設計瞳位置
ＥＰにある状態を示す。
光の進行の様子について説明する。図２は、本実施形態
の画像表示装置により観察者が画像を観察している様子
を示す図である。図２は、観察者の瞳２３が設計瞳位置
ＥＰにある状態を示す。
【００２２】接眼レンズ２２ａは、画像表示素子２１ａ
に表示された画像に基づく光束を透過し、観察者の瞳２
３に導く。同じく、接眼レンズ２２ｂは、画像表示素子
２１ｂに表示された画像に基づく光束を透過し、観察者
の瞳２３に導く。同じく、接眼レンズ２２ｃは、画像表
示素子２１ｃに表示された画像に基づく光束を透過し、
観察者の瞳２３に導く。このとき、観察者は接眼レンズ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃにより画像表示素子２１ａ，２
１ｂ，２１ｃで表示された３つの画像を隙間なく連結
し、連続した一つの大画面の画像として所定位置で観察
している。図２（ｂ），（ｃ）には、観察者の瞳２３が
設計瞳位置ＥＰからずれている状態を示す。
に表示された画像に基づく光束を透過し、観察者の瞳２
３に導く。同じく、接眼レンズ２２ｂは、画像表示素子
２１ｂに表示された画像に基づく光束を透過し、観察者
の瞳２３に導く。同じく、接眼レンズ２２ｃは、画像表
示素子２１ｃに表示された画像に基づく光束を透過し、
観察者の瞳２３に導く。このとき、観察者は接眼レンズ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃにより画像表示素子２１ａ，２
１ｂ，２１ｃで表示された３つの画像を隙間なく連結
し、連続した一つの大画面の画像として所定位置で観察
している。図２（ｂ），（ｃ）には、観察者の瞳２３が
設計瞳位置ＥＰからずれている状態を示す。
【００２３】次に、図３を用いて画像表示素子における
画像表示方法及び図２の各状態で観察される画像の一例
について説明する。図３（ａ）には、画像表示方法を示
す。
画像表示方法及び図２の各状態で観察される画像の一例
について説明する。図３（ａ）には、画像表示方法を示
す。
【００２４】本実施形態における画像表示手順は、まず
不図示のコンピュータにより画像２５を発生し（Ｓ
１）、主表示領域Ｒを決定する（Ｓ２）。この主表示領
域Ｒを３つの部分領域ａ１，ｂ１，ｃ２に分割し（Ｓ
３）、部分領域を包含しこれより広い領域ａ２，ｂ２，
ｃ２の画像を各画像表示素子で表示する表示画像２６
ａ，２６ｂ，２６ｃとする（Ｓ４）。すなわち、表示画
像２６ａを画像表示素子２１ａで表示し、表示画像２６
ｂを画像表示素子２１ｂで表示し、表示画像２６ｃを画
像表示素子２１ｃで表示する。尚、各表示素子２１ａ，
２１ｂ，２１ｃにおいては、部分領域の画像（以下、部
分画像と称す）の中心が光軸と略一致し、部分画像の表
示画角が配置角β1と略一致するように表示する。
不図示のコンピュータにより画像２５を発生し（Ｓ
１）、主表示領域Ｒを決定する（Ｓ２）。この主表示領
域Ｒを３つの部分領域ａ１，ｂ１，ｃ２に分割し（Ｓ
３）、部分領域を包含しこれより広い領域ａ２，ｂ２，
ｃ２の画像を各画像表示素子で表示する表示画像２６
ａ，２６ｂ，２６ｃとする（Ｓ４）。すなわち、表示画
像２６ａを画像表示素子２１ａで表示し、表示画像２６
ｂを画像表示素子２１ｂで表示し、表示画像２６ｃを画
像表示素子２１ｃで表示する。尚、各表示素子２１ａ，
２１ｂ，２１ｃにおいては、部分領域の画像（以下、部
分画像と称す）の中心が光軸と略一致し、部分画像の表
示画角が配置角β1と略一致するように表示する。
【００２５】図２（ａ）に示すように、観察者の瞳２３
が設計瞳位置ＥＰにある場合、観察者が観察する画像領
域を図３（ｂ）に示す。この場合、観察者は、画像表示
素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ３内の画像と、画
像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ３内の画像
と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域ｃ３内
の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結した画
像は、連続した１枚の画像となる。
が設計瞳位置ＥＰにある場合、観察者が観察する画像領
域を図３（ｂ）に示す。この場合、観察者は、画像表示
素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ３内の画像と、画
像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ３内の画像
と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域ｃ３内
の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結した画
像は、連続した１枚の画像となる。
【００２６】図２（ｂ）に示すように、観察者の瞳が設
計瞳位置ＥＰより前方にある場合、観察者が観察する画
像領域を図３（ｃ）に示す。この場合、観察者は、画像
表示素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ４内の画像
と、画像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ４内
の画像と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域
ｃ４内の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結
した画像は、連続した１枚の画像となる。
計瞳位置ＥＰより前方にある場合、観察者が観察する画
像領域を図３（ｃ）に示す。この場合、観察者は、画像
表示素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ４内の画像
と、画像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ４内
の画像と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域
ｃ４内の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結
した画像は、連続した１枚の画像となる。
【００２７】図２（ｃ）に示すように、観察者の瞳が設
計瞳位置ＥＰより前下方にある場合、観察者が観察する
画像領域を図３（ｄ）に示す。この場合、観察者は、画
像表示素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ５内の画像
と、画像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ５内
の画像と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域
ｃ５内の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結
した画像は、連続した１枚の画像となる。
計瞳位置ＥＰより前下方にある場合、観察者が観察する
画像領域を図３（ｄ）に示す。この場合、観察者は、画
像表示素子２１ａの表示画像２６ａの領域ａ５内の画像
と、画像表示素子２１ｂの表示画像２６ｂの領域ｂ５内
の画像と、画像表示素子２１ｃの表示画像２６ｃの領域
ｃ５内の画像とを隙間なく連結して観察する。この連結
した画像は、連続した１枚の画像となる。
【００２８】上記のように、本実施形態においては、観
察者の瞳の位置が設定瞳位置ＥＰからずれても連続した
１枚の画像が観察される。
察者の瞳の位置が設定瞳位置ＥＰからずれても連続した
１枚の画像が観察される。
【００２９】〈第２の実施形態〉図４は、本実施形態の
画像表示装置の要部概略図である。本実施形態の画像表
示装置は、両眼用で据え付けて使用するのに好適な画像
表示装置である。図中、ＥＰは設計瞳位置である。３０
ａ，３０ｂ，３０ｃは各々表示光学系であり、その光軸
Ａｘ２ａ，Ａｘ２ｂ，Ａｘ２ｃが瞳設計位置ＥＰを中心
とする放射状となるように配置されている。
画像表示装置の要部概略図である。本実施形態の画像表
示装置は、両眼用で据え付けて使用するのに好適な画像
表示装置である。図中、ＥＰは設計瞳位置である。３０
ａ，３０ｂ，３０ｃは各々表示光学系であり、その光軸
Ａｘ２ａ，Ａｘ２ｂ，Ａｘ２ｃが瞳設計位置ＥＰを中心
とする放射状となるように配置されている。
【００３０】隣接する表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０
ｃのなす角は等しく、これを配置角β2とする。また、
各表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃの表示画角は等し
くこれを表示画角θ2とする。表示画角θ2は、配置角β
2より大きくなるように構成されている。観察者は、両
眼３８Ｒ，３８Ｌを設計瞳位置ＥＰ近傍に位置するよう
にして、３つの表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃから
入射される光により拡大画像を観察する。
ｃのなす角は等しく、これを配置角β2とする。また、
各表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃの表示画角は等し
くこれを表示画角θ2とする。表示画角θ2は、配置角β
2より大きくなるように構成されている。観察者は、両
眼３８Ｒ，３８Ｌを設計瞳位置ＥＰ近傍に位置するよう
にして、３つの表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃから
入射される光により拡大画像を観察する。
【００３１】以下、各表示光学系の詳細な構成について
説明する。図５（ａ）に一つの表示光学系の詳細な構成
図を示す。全ての表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃ
は、同じ構成である。図中、３２は画像表示素子である
ＬＣＤ、３３，３５は１／４波長板、３４は設計瞳位置
ＥＰを曲率中心とする凹面ハーフミラー、３６は反射透
過偏光子、３７は偏光板である。
説明する。図５（ａ）に一つの表示光学系の詳細な構成
図を示す。全ての表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃ
は、同じ構成である。図中、３２は画像表示素子である
ＬＣＤ、３３，３５は１／４波長板、３４は設計瞳位置
ＥＰを曲率中心とする凹面ハーフミラー、３６は反射透
過偏光子、３７は偏光板である。
【００３２】図５（ｂ）に、（ａ）に示す表示光学系に
おける光の進行の様子を模式的に示す。ＬＣＤ３２に表
示される画像の光はＰ型直線偏光で、１／４波長板３３
によって右回りの円偏光に変換され、凹面ハーフミラー
３４を透過（このとき偏光は影響を受けない）した後、
１／４波長板３５を透過してＳ型直線偏光に変換され
る。反射透過偏光子３６はＳ型直線偏光を反射し（この
とき偏光は影響を受けない）再び１／４波長板３５を透
過し右回りの円偏光に変換され、凹面ハーフミラー３４
で反射され左回りの円偏光となり、再度１／４波長板３
５を透過してＰ型直線偏光に変換される。Ｐ型直線偏光
は、反射透過偏光子３６を透過した後、偏光板３７によ
って不要な漏れ光のＳ型直線偏光が吸収されて設計瞳位
置ＥＰ方向に導かれる。この光によって、観察者はＬＣ
Ｄ３２上の表示画像を拡大観察する。
おける光の進行の様子を模式的に示す。ＬＣＤ３２に表
示される画像の光はＰ型直線偏光で、１／４波長板３３
によって右回りの円偏光に変換され、凹面ハーフミラー
３４を透過（このとき偏光は影響を受けない）した後、
１／４波長板３５を透過してＳ型直線偏光に変換され
る。反射透過偏光子３６はＳ型直線偏光を反射し（この
とき偏光は影響を受けない）再び１／４波長板３５を透
過し右回りの円偏光に変換され、凹面ハーフミラー３４
で反射され左回りの円偏光となり、再度１／４波長板３
５を透過してＰ型直線偏光に変換される。Ｐ型直線偏光
は、反射透過偏光子３６を透過した後、偏光板３７によ
って不要な漏れ光のＳ型直線偏光が吸収されて設計瞳位
置ＥＰ方向に導かれる。この光によって、観察者はＬＣ
Ｄ３２上の表示画像を拡大観察する。
【００３３】表示光学系の詳細な構成は、凹面ハーフミ
ラー３４を用いた構成であれば上記構成に限定されな
い。例えば直線偏光の偏光方向によって反射・透過を選
択する反射透過偏光子３６に代えて、円偏光の回転方向
によって反射・透過を選択するコレステリック液晶を用
いてもよい。尚、この場合、コレステリック液晶におい
て、凹面ハーフミラー３４で透過された光は反射され、
凹面ハーフミラー３４で反射された光は透過されるよう
に、その他の構成部材の作用についても考慮する必要が
ある。
ラー３４を用いた構成であれば上記構成に限定されな
い。例えば直線偏光の偏光方向によって反射・透過を選
択する反射透過偏光子３６に代えて、円偏光の回転方向
によって反射・透過を選択するコレステリック液晶を用
いてもよい。尚、この場合、コレステリック液晶におい
て、凹面ハーフミラー３４で透過された光は反射され、
凹面ハーフミラー３４で反射された光は透過されるよう
に、その他の構成部材の作用についても考慮する必要が
ある。
【００３４】図５（ａ）に戻って、本実施形態では、各
表示光学系の凹面反射ミラー３４が一体に形成されてい
る。また、各表示光学系のＬＣＤ３２における表示方法
は、第１の実施形態と同様の方法を採用する。この方法
により、観察者の瞳位置が設計瞳位置ＥＰからずれて
も、連続した１枚の画像が観察されることになる。本実
施形態では、凹面反射ミラー３４が一体に構成されてい
るので、各表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより形
成される画像の連結部分がわかりにくくより良好な画像
の観察が可能となる。
表示光学系の凹面反射ミラー３４が一体に形成されてい
る。また、各表示光学系のＬＣＤ３２における表示方法
は、第１の実施形態と同様の方法を採用する。この方法
により、観察者の瞳位置が設計瞳位置ＥＰからずれて
も、連続した１枚の画像が観察されることになる。本実
施形態では、凹面反射ミラー３４が一体に構成されてい
るので、各表示光学系３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより形
成される画像の連結部分がわかりにくくより良好な画像
の観察が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の画像表示装置によると、複数の
画像表示素子に表示される画像を連結して１枚の連続し
た画像を観察するので、広画角で高精細な画像の観察が
可能となる。また、瞳の位置がずれても、変わらず１枚
の連続した画像を観察することができるので、観察しや
すい。
画像表示素子に表示される画像を連結して１枚の連続し
た画像を観察するので、広画角で高精細な画像の観察が
可能となる。また、瞳の位置がずれても、変わらず１枚
の連続した画像を観察することができるので、観察しや
すい。
【００３６】また、虚像光学系に凹面形状の反射透過面
を用いた構成においては、複数の画像の連結部分がわか
りにくくより自然な画像の観察が可能となる。
を用いた構成においては、複数の画像の連結部分がわか
りにくくより自然な画像の観察が可能となる。
【図１】 第１の実施形態の画像表示装置の要部概略
図。
図。
【図２】 図１の画像表示装置において、観察者の瞳の
位置に応じた入射光を示す図。
位置に応じた入射光を示す図。
【図３】 画像表示方法及び図２の各状態で観察される
画像の一例を示す図。
画像の一例を示す図。
【図４】 第２の実施形態の画像表示装置の要部概略
図。
図。
【図５】 図４の画像表示装置の表示光学系の詳細を示
す図。
す図。
【図６】 従来の画像表示装置の構成を示す図。
【図７】 複数の画像表示素子を用いた従来の画像表示
装置において、観察者の瞳の位置に応じて観察される画
像の一例を示す図。
装置において、観察者の瞳の位置に応じて観察される画
像の一例を示す図。
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，３２ 画像表示素子 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 接眼レンズ ２３，３８Ｒ，３８Ｌ 観察者の瞳 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 表示光学系 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 表示光学系 ３４ 凹面ハーフミラー ３６ 反射透過偏光子 Ａｘ１ａ，Ａｘ１ｂ，Ａｘ１ｃ 表示光学系の光軸 Ａｘ２ａ，Ａｘ２ｂ，Ａｘ２ｃ 表示光学系の光軸 ＥＰ 設計瞳位置
Claims (3)
- 【請求項１】 表示画像を表示する画像表示素子と、該
表示画像の拡大虚像を観察者の瞳に導く虚像光学系とか
らなる表示光学系を複数備え、観察者は前記複数の表示
光学系により導かれる複数の表示画像の拡大虚像を連結
して１枚の画像として観察する画像表示装置において、 前記複数の表示光学系は、各表示光学系の光軸が所定点
を中心とする放射状となるように配置されており、 前記各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光
学系の光軸とのなす角より表示画像の表示画角が大きい
ことを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項２】 前記表示画像は、全体画像を複数の部分
画像に分割した各々異なる部分画像を含有し、かつ該部
分画像より広範囲の画像であり、 前記各画像表示素子は、前記部分画像の中心が光軸と略
一致するように表示画像を表示し、 前記各表示光学系において、その光軸と隣接する表示光
学系の光軸とのなす角と部分画像の表示画角が略一致す
ることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 - 【請求項３】 前記虚像光学系は、前記画像表示素子に
近い側から順に第１の反射透過面と、第２の反射透過面
とを備え、 第１の反射透過面は、前記所定点を曲率中心とする凹面
形状であり、 第２の反射透過面は、第１の反射透過面で透過された光
を反射し、第１の反射透過面で反射された光を透過する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21625999A JP2001042250A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21625999A JP2001042250A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001042250A true JP2001042250A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16685762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21625999A Pending JP2001042250A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001042250A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003008950A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Minolta Co Ltd | ファインダー光学系とビューファインダー |
| EP2056153A2 (en) | 2007-11-02 | 2009-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| JP2013054141A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Shimadzu Corp | 表示装置 |
| WO2017126624A1 (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 旭硝子株式会社 | 鏡面表示装置および光反射透過部材 |
| JP2018005221A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 頭部装着型ディスプレイ装置 |
| JP2018017941A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2018017942A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| US11073701B2 (en) | 2016-07-06 | 2021-07-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device |
| JP2022078037A (ja) * | 2016-02-22 | 2022-05-24 | ソン，ジェイ | 裸眼光学立体スクリーン |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21625999A patent/JP2001042250A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003008950A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Minolta Co Ltd | ファインダー光学系とビューファインダー |
| EP2056153A2 (en) | 2007-11-02 | 2009-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| JP2009115906A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| US8259164B2 (en) | 2007-11-02 | 2012-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| JP2013054141A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Shimadzu Corp | 表示装置 |
| US11048115B2 (en) | 2016-01-20 | 2021-06-29 | AGC Inc. | Mirror surface display device and light reflecting and transmitting member |
| WO2017126624A1 (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 旭硝子株式会社 | 鏡面表示装置および光反射透過部材 |
| US11385497B2 (en) | 2016-01-20 | 2022-07-12 | AGC Inc. | Mirror surface display device and light reflecting and transmitting member |
| JP2022078037A (ja) * | 2016-02-22 | 2022-05-24 | ソン，ジェイ | 裸眼光学立体スクリーン |
| JP2018005221A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 頭部装着型ディスプレイ装置 |
| US10288885B2 (en) | 2016-06-28 | 2019-05-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device including plurality of displays and plurality of eye lenses |
| US11073701B2 (en) | 2016-07-06 | 2021-07-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device |
| JP2018017942A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2018017941A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5982343A (en) | Visual display apparatus | |
| US7133207B2 (en) | Micro-display engine | |
| US7081999B2 (en) | Image display apparatus and head mounted display using it | |
| KR20010073072A (ko) | 머리-장착형 디스플레이 | |
| EP1471374A1 (en) | Head-up Display | |
| WO2007062098A2 (en) | Display with image-guiding substrate | |
| JPH10148790A (ja) | ヘッドマウントディスプレー装置 | |
| KR20020021111A (ko) | 헤드-장착형 디스플레이 | |
| US6980363B1 (en) | Image observation apparatus and system | |
| JP2001042250A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP3461297B2 (ja) | 画像観察装置 | |
| JP5108966B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| US5777794A (en) | Image display apparatus | |
| JP3524569B2 (ja) | 視覚表示装置 | |
| JP2000171749A (ja) | 頭部装着形表示装置 | |
| JP2004145367A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP3486465B2 (ja) | 視覚表示装置 | |
| JP2000249975A (ja) | 映像表示装置 | |
| US9146399B2 (en) | Observation optical system | |
| JP2000180783A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2000105349A (ja) | 複数の反射画像を合成する視覚表示装置 | |
| JPH11326817A (ja) | 走査型映像観察光学系 | |
| JPH11326818A (ja) | 頭部装着型表示装置及び拡大画像生成方法 | |
| JP3957961B2 (ja) | 画像表示装置及びそれを用いたヘッドマウントディスプレイ | |
| JPH06313858A (ja) | 走査型映像表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050613 |