JP2001166252A5 - - Google Patents

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型空間光変調素子と、
照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記反射型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記反射型空間光変調素子が表示する画像の虚像を形成する虚像結像手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有して構成され、該第２の屈折面から出射させた照明光を上記反射型空間光変調素子に入射させ、この反射型空間光変調素子によって反射された照明光を該第２の屈折面から入射させ該内部反射面から出射し、上記虚像結像手段に入射させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記照明光学系の屈折光学素子は、三角プリズムであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記照明光学系の屈折光学素子は、少なくとも一の面が曲面で構成されているプリズムであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記照明光学系の屈折光学素子は、少なくとも一の頂角が４０°以下となっているプリズムであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記虚像観察手段は、接眼光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記接眼光学系は、反射面と光束分割面とを含み、これら反射面及び光束分割面少なくとも一方は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状となっていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
上記虚像結像手段は、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状となっていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項８】
上記虚像結像手段は、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項９】
上記接眼光学系は、透過光または反射光に対して非回転対称な位相差を付加する少なくとも１面のホログラフィック面を備えていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記虚像観察手段は、リレー光学系と接眼光学系とからなることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記虚像観察手段は、リレー光学系、スクリーン及び接眼光学系からなることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１２】
上記虚像観察手段は、共軸光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記虚像観察手段は、偏心光学系であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１４】
反射型空間光変調素子と、
照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記反射型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記反射型空間光変調素子が表示する画像の虚像を形成する虚像結像手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、第３及び第４の屈折面を有し屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有して構成され、
上記照明光学系においては、上記第１の屈折光学素子の上記第２の屈折面から出射され上記反射型空間光変調素子に入射されこの反射型空間光変調素子によって反射され該第２の屈折面から入射され該内部反射面を介してこの第１の屈折光学素子から出射された照明光は、上記第２の屈折光学素子の上記第３の屈折面から入射され上記第４の屈折面から出射されることにより、該反射型空間光変調素子からの光路長を調整されて、上記虚像結像手段に入射されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
上記虚像結像手段は、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状となっていることを特徴とする請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１６】
上記虚像結像手段は、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１７】
偏光変調型空間光変調素子と、
直線偏光の照明光を発する照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記偏光変調型空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像手段と、
上記偏光変調型空間光変調素子を経た後の光路上に配置された偏光分離手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有して構成され、該第２の屈折面から出射させた照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に入射させ、この偏光変調型空間光変調素子によって反射された照明光を該第２の屈折面から入射させ該内部反射面から出射し、上記結像手段に入射させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１８】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状とされていることを特徴とする請求項１７記載の画像表示装置。
【請求項１９】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項１７記載の画像表示装置。
【請求項２０】
偏光変調型空間光変調素子と、
直線偏光の照明光を発する照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記偏光変調型空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像手段と、
上記偏光変調型空間光変調素子を経た後の光路上に配置された偏光分離手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、第３及び第４の屈折面を有し屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有し、
上記照明光学系において、上記第１の屈折光学素子の上記第２の屈折面から出射され上記偏光変調型空間光変調素子に入射されこの偏光変調型空間光変調素子によって反射され該第２の屈折面から入射され該内部反射面を介してこの第１の屈折光学素子から出射された照明光は、上記第２の屈折光学素子の上記第３の屈折面から入射され上記第４の屈折面から出射されることにより、該偏光変調型空間光変調素子からの光路長を調整されて、上記結像手段に入射されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２１】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状とされていることを特徴とする請求項２０記載の画像表示装置。
【請求項２２】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項２０記載の画像表示装置。
【請求項２３】
偏光変調型空間光変調素子と、
照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記照明光源から上記偏光変調型空間光変調素子に至る間の光路上に配置された第１の偏光分離手段と、上記偏光変調型空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像手段と、
上記偏光変調型空間光変調素子を経た後の光路上に配置された第２の偏光分離手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有し、上記第２の屈折面から出射させた照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に入射させ、この偏光変調型空間光変調素子によって反射された照明光を該第２の屈折面から入射させ該内部反射面から出射し、上記結像手段に入射させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２４】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状とされていることを特徴とする請求項２３記載の画像表示装置。
【請求項２５】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項２３記載の画像表示装置。
【請求項２６】
偏光変調型空間光変調素子と、
照明光源と、
上記照明光源からの照明光を上記偏光変調型空間光変調素子に導く照明光学系と、
上記照明光源から上記偏光変調型空間光変調素子に至る間の光路上に配置された第１の偏光分離手段と、上記偏光変調型空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像手段と、
上記偏光変調型空間光変調素子を経た後の光路上に配置された第２の偏光分離手段とを備え、
上記照明光学系は、上記照明光源からの照明光が入射される入射面となる第１の屈折面とこの第１の屈折面より入射された照明光を少なくとも一回内部反射させる内部反射面とこの内部反射面により反射された照明光が出射される第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、第３及び第４の屈折面を有し屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有し、
上記第１の屈折光学素子の上記第２の屈折面から出射され上記偏光変調型空間光変調素子に入射されこの偏光変調型空間光変調素子によって反射され該第２の屈折面から入射され該内部反射面を介してこの第１の屈折光学素子から出射された照明光は、上記第２の屈折光学素子の上記第３の屈折面から入射され上記第４の屈折面から出射されることにより、上記偏光変調型空間光変調素子からの光路長を調整されて、上記結像手段に入射されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２７】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された屈折光学素子を有する接眼光学系を備え、
上記屈折光学素子は、上記屈折面から入射した光束を、光束分割面により内部反射し、少なくとも１回以上上記反射面に入射させた後、該光束分割面より出射させるものであって、上記屈折面、上記反射面、上記光束分割面のうち少なくとも一面は、面内及び面外ともに回転対称軸を有しない形状とされていることを特徴とする請求項２６記載の画像表示装置。
【請求項２８】
上記結像手段は、虚像結像手段であり、入射面となる屈折面と反射面と光束分割面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第１の屈折光学素子と、入射面となる第１の屈折面と出射面となる第２の屈折面とを有して屈折率が１より大きい媒質により構成された第２の屈折光学素子とを有する接眼光学系を備え、
上記第１の屈折光学素子の屈折面から入射した光束は、光束分割面により偏向され、少なくとも１回以上上記反射面に入射された後、該光束分割面より出射され、上記第２の屈折光学素子の第１の屈折面から入射し上記第２の屈折面より出射されることを特徴とする請求項２６記載の画像表示装置。