JP2001201713A - Video display device - Google Patents

Video display device

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JP2001201713A
JP2001201713A JP2000013013A JP2000013013A JP2001201713A JP 2001201713 A JP2001201713 A JP 2001201713A JP 2000013013 A JP2000013013 A JP 2000013013A JP 2000013013 A JP2000013013 A JP 2000013013A JP 2001201713 A JP2001201713 A JP 2001201713A
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JP
Japan
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light
image
diffusion
virtual image
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000013013A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Sugiyama
徹 杉山
Kazuyoshi Fuse
一義 布施
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable switching observation of a virtual image displaying system and an extended projection system according to the user's observation conditions by incorporating the virtual image displaying system into the video display device of the extended projection system. SOLUTION: Switching of observation of the virtual image displaying system and the extended projection system is enabled by incorporating a video display function of the extended projection system and the virtual image displaying system, and controlling the projector lens 14 to the optical axis direction by a projector lens control part 17 based on instruction given from a remote control device 20. Thereby, when there is a single observer or an observation position is narrow, the virtual image displaying system can be used, and when there are a plurality of observers or the observation position is wide, the extended projection system can be used.

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】この発明は、映像表示装置に
関し、特に映像を虚像として観察者に呈示することで観
察者の臨場感の向上を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device which presents an image as a virtual image to an observer to improve the sense of reality of the observer.

【0002】[0002]

【従来の技術】映像を虚像表示し観察者に呈示する虚像
表示方式は、多くのヘッド・マウント・ディスプレィに
利用されている。以下、従来の虚像表示方式の原理を図
11に示し説明する。
2. Description of the Related Art A virtual image display system for displaying an image as a virtual image and presenting it to an observer is used in many head mount displays. Hereinafter, the principle of the conventional virtual image display method will be described with reference to FIG.

【0003】図11において、111は集光レンズ、1
12は観察者、113は映像を表示する液晶パネルであ
る。そこで、集光レンズ111の焦点距離をf、集光レ
ンズ111と液晶パネル113の距離をa、集光レンズ
111により液晶パネル113の像が結像する距離を
a’とすると、 −1/f=1/a−1/a’ …(1) の関係が成り立つ。このため図11のように、液晶パネ
ル113が焦点距離fよりも集光レンズ111側にある
とき、液晶パネルの虚像114が形成され、観察者11
2は虚像114を観察することになる。また、液晶パネ
ル113から虚像114への拡大率βは次式で与えられ
る。
In FIG. 11, reference numeral 111 denotes a condenser lens,
Reference numeral 12 denotes a viewer, and 113 denotes a liquid crystal panel for displaying an image. Therefore, if the focal length of the condenser lens 111 is f, the distance between the condenser lens 111 and the liquid crystal panel 113 is a, and the distance at which the image of the liquid crystal panel 113 is formed by the condenser lens 111 is a ′, then −1 / f = 1 / a-1 / a '(1) Therefore, as shown in FIG. 11, when the liquid crystal panel 113 is closer to the condenser lens 111 than the focal length f, a virtual image 114 of the liquid crystal panel is formed, and the observer 11
2 observes the virtual image 114. The magnification β from the liquid crystal panel 113 to the virtual image 114 is given by the following equation.

【0004】 β=a’/a …(2) このような虚像表示方式の長所として、1)画角が同じ
場合でも映像が遠方に表示されることで、画面が大きく
知覚され臨場感が向上する、2)実際の表示位置よりも
映像が遠方に表示されるため、眼の焦点が遠方に合うの
で疲労が削減できる、などがある。
Β = a ′ / a (2) Advantages of such a virtual image display method are as follows: 1) Even if the angle of view is the same, the image is displayed far away, so that the screen is largely perceived and the sense of reality is improved. 2) Since the image is displayed farther than the actual display position, the eye is focused on the far side, so that fatigue can be reduced.

【0005】しかし虚像表示方式においては、図12の
観察位置115では虚像を観察できるが、観察位置11
6では虚像が観察者からみて集光レンズ111の外側に
位置するため虚像を観察できないという問題がある。
However, in the virtual image display system, a virtual image can be observed at the observation position 115 in FIG.
In No. 6, there is a problem that the virtual image cannot be observed because the virtual image is located outside the condenser lens 111 as viewed from the observer.

【0006】別の映像表示装置としては拡大投射方式が
ある。この原理図を図13に示し説明する。図13にお
いて、131は光源、132はレンズ、133は液晶パ
ネル、134は投射レンズ、135は映像入力端子、1
36は液晶駆動手段、137はスクリーン、138は観
察者を示す。映像信号は映像入力端子135から入力
し、液晶駆動手段136は映像信号に従って液晶パネル
133を駆動する。一方、光は光源131から発し、レ
ンズ132を経て液晶パネル133に入射し、映像信号
に沿った空間変調が為される。空間変調した光は投射レ
ンズ134を介してスクリーン137に拡大して結像す
る。観察者138はスクリーン137上の映像を観察す
る。
As another image display device, there is an enlarged projection system. This principle is shown in FIG. 13, reference numeral 131 denotes a light source, 132 denotes a lens, 133 denotes a liquid crystal panel, 134 denotes a projection lens, 135 denotes a video input terminal, 1
36 is a liquid crystal driving means, 137 is a screen, and 138 is an observer. The video signal is input from a video input terminal 135, and the liquid crystal driving means 136 drives the liquid crystal panel 133 according to the video signal. On the other hand, light is emitted from the light source 131, enters the liquid crystal panel 133 via the lens 132, and is spatially modulated according to the video signal. The spatially modulated light is enlarged and formed on a screen 137 via a projection lens 134. The observer 138 observes an image on the screen 137.

【0007】虚像表示方式はヘッド・マウント・ディス
プレイなどで、拡大投射方式の表示装置は家庭用の大画
面テレビジョンとして多く使用されているが、拡大投射
方式の映像表示装置に虚像表示方式を組み込んだ例はな
い。
[0007] The virtual image display system is a head-mounted display and the like, and the display device of the enlarged projection system is often used as a large-screen television for home use. However, the virtual image display system is incorporated in the video display device of the enlarged projection system. There is no example.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の映像表
示装置によれば、家庭用の大画面テレビジョンは拡大方
式に加え、疑似的に拡大方式よりさらに大画面化を実現
できる虚像方式も可能な映像表示装置の実現が切望され
ている。
According to the above-mentioned conventional video display apparatus, a large-screen television for home use can use not only an enlargement method but also a virtual image method that can realize a pseudo-larger screen than the enlargement method. There is a long-awaited demand for realizing a video display device.

【0009】この発明では、拡大投射方式の映像表示装
置に虚像表示方式を組み込み、観察条件に応じて、虚像
表示方式と拡大投射方式とを切り替えて観察できる映像
表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a video display device in which a virtual image display system is incorporated in a video display device of an enlarged projection system, and which can be observed by switching between the virtual image display system and the enlarged projection system according to observation conditions.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、光源から出射される光を、空間変調
素子を用いて空間変調したのち、光学投射手段を用いて
結像し、結像された映像を集光手段を介して表示する映
像表示装置において、前記光学投射手段による結像位置
を変えることで、前記集光手段を介して表示する映像面
の位置を変えるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, light emitted from a light source is spatially modulated by using a spatial modulation element, and then imaged by using optical projection means. In an image display device that displays an image formed through a light condensing unit, a position of an image plane displayed through the light condensing unit is changed by changing an image forming position by the optical projection unit. It is characterized by the following.

【0011】このような手段をとることにより、拡大投
射方式の映像表示装置に、虚像表示方式を組み込み、観
察条件の選択に応じて、虚像表示方式と拡大投射方式と
を切り替えて観察することが可能になる。
By adopting such means, it is possible to incorporate a virtual image display system into an image display device of the enlarged projection system and switch between the virtual image display system and the enlarged projection system according to the selection of observation conditions for observation. Will be possible.

【0012】また、光源から出射される光を、空間変調
素子を用いて空間変調したのち、光学投射手段を用いて
結像し、結像された映像を集光手段を介して表示する映
像表示装置において、前記集光手段に密着して配置し、
前記光学投射手段からの光の透過と拡散が切り換え可能
な第1の光透過拡散手段と、前記光学投射手段と前記集
光手段との間に配置し、かつ前記集光手段の焦点距離以
内に配置した第2の光透過拡散手段と、前記光学投射手
段を通過した光が、前記第1の光透過拡散手段の位置で
結像する場合は、前記第1の光透過拡散手段を拡散する
ように、前記第2の光透過拡散手段を透過するようにそ
れぞれ制御し、前記第2の光透過拡散手段の位置で結像
する場合は、前記第1の光透過拡散制手段を透過するよ
うに、前記第2の光透過拡散手段を拡散するようにそれ
ぞれ制御する制御手段と具備してなることを特徴とす
る。
An image display for spatially modulating light emitted from a light source using a spatial modulation element, forming an image using optical projection means, and displaying the formed image via a light condensing means. In the device, it is disposed in close contact with the light collecting means,
A first light transmission / diffusion unit capable of switching transmission and diffusion of light from the optical projection unit, and disposed between the optical projection unit and the light collection unit, and within a focal length of the light collection unit. When the light passing through the second light transmission / diffusion means and the optical projection means forms an image at the position of the first light transmission / diffusion means, the light is diffused through the first light transmission / diffusion means. In the case where an image is formed at the position of the second light transmitting and diffusing means, the light is transmitted through the first light transmitting and diffusing means. , And a control means for controlling the second light transmission / diffusion means to diffuse the light.

【0013】また、光の透過と拡散を切り替えることの
できる光透過拡散手段を、拡大投射方式で観察する際の
結像位置と虚像表示方式で観察する際の結像位置にそれ
ぞれ配置したことで、拡大投射方式で虚像による観察す
るときの観察範囲を広げることが可能となる。
Further, light transmission / diffusion means capable of switching between transmission and diffusion of light are arranged at an image forming position when observing by the enlarged projection method and an image forming position when observing by the virtual image display method. In addition, it is possible to widen the observation range when observing with a virtual image by the enlarged projection method.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1、図2
は、この発明の第1の実施の形態について説明するため
のものであり、図1は拡大投射方式を選択した場合の構
成図を、図2は虚像投射方式を選択した場合の構成図を
それぞれ示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2
FIG. 1 is for describing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram when an enlarged projection system is selected, and FIG. 2 is a configuration diagram when a virtual image projection system is selected. Show.

【0015】11は光源、12はレンズ、13は液晶パ
ネル、14は投射レンズ、15は映像入力端子、16は
液晶駆動部、17は投射レンズ制御部、18はリモコン
受信部、19は集光レンズ、20はリモコン、21は観
察者をそれぞれ示す。
Reference numeral 11 denotes a light source, 12 denotes a lens, 13 denotes a liquid crystal panel, 14 denotes a projection lens, 15 denotes a video input terminal, 16 denotes a liquid crystal driving unit, 17 denotes a projection lens control unit, 18 denotes a remote control receiving unit, and 19 denotes a light condensing unit. A lens, 20 indicates a remote controller, and 21 indicates an observer.

【0016】まず、図1の動作について説明する。映像
信号は映像入力端子15から液晶駆動部16に入力す
る。液晶駆動部16では、映像信号に基づいて液晶パネ
ル13を駆動する。
First, the operation of FIG. 1 will be described. The video signal is input from the video input terminal 15 to the liquid crystal drive unit 16. The liquid crystal driving section 16 drives the liquid crystal panel 13 based on the video signal.

【0017】光源11で発生された光は、レンズ12を
介して液晶パネル13に入射し、映像信号に基づいた空
間変調が行われた後、投射レンズ14に入射する。観察
者21が拡大投射方式で観察したい場合は、その旨をリ
モコン20を使って通知する。リモコン20からの通知
はリモコン受信部18を介して、投射レンズ制御部17
に伝わる。
The light generated by the light source 11 is incident on a liquid crystal panel 13 via a lens 12, is subjected to spatial modulation based on a video signal, and then is incident on a projection lens 14. When the observer 21 wants to observe the image by the enlarged projection method, the user is notified using the remote controller 20 to that effect. The notification from the remote controller 20 is sent to the projection lens controller 17 via the remote controller receiver 18.
It is transmitted to.

【0018】投射レンズ制御部17では、液晶パネル1
3と集光レンズ19が共役関係になるように、投射レン
ズ14のレンズを光軸方向に動かす。これにより液晶パ
ネル13の映像は、集光レンズ19の位置に結像し、観
察者21は集光レンズ19の位置を映像面として観察す
る。
In the projection lens control section 17, the liquid crystal panel 1
The lens of the projection lens 14 is moved in the optical axis direction so that 3 and the condenser lens 19 have a conjugate relationship. As a result, the image on the liquid crystal panel 13 forms an image at the position of the condenser lens 19, and the observer 21 observes the position of the condenser lens 19 as an image plane.

【0019】次に、観察者21が虚像表示方式を選択し
た場合の図2の動作について説明する。図2の構成は図
1全く同一の構成である。観察者21が虚像表示方式を
選択した場合には、投射レンズ制御部17は、液晶パネ
ル13の映像が集光レンズ19より手前で、かつ集光レ
ンズ19の焦点距離内の結像面22に結像するように、
投射レンズ14のレンズを光軸方向に動かす。結像面2
2に結像された映像は、集光レンズ19により虚像面2
3で虚像となるため、観察者21は虚像面23を映像面
として観察する。なお、虚像面23とその拡大率は、
(1)式と(2)式にそれぞれ従う。
Next, the operation of FIG. 2 when the observer 21 selects the virtual image display method will be described. The configuration of FIG. 2 is exactly the same as that of FIG. When the observer 21 selects the virtual image display method, the projection lens control unit 17 determines that the image of the liquid crystal panel 13 is on the image forming surface 22 in front of the condenser lens 19 and within the focal length of the condenser lens 19. As an image,
The lens of the projection lens 14 is moved in the optical axis direction. Image plane 2
The image formed on the virtual image plane 2 is condensed by the condenser lens 19 into the virtual image plane 2.
3, a virtual image is formed, and the observer 21 observes the virtual image plane 23 as an image plane. Note that the virtual image plane 23 and its magnification are
According to the equations (1) and (2), respectively.

【0020】この実施の形態では、虚像表示方式と拡大
投射方式とを切り替えて観察できるようにしたことで、
観察者の選択に応じて虚像表示方式と拡大投射方式とを
切り替えて使用可能となる。
In this embodiment, the observation can be performed by switching between the virtual image display method and the enlarged projection method.
The virtual image display method and the enlarged projection method can be switched and used according to the selection of the observer.

【0021】次に、この発明の第2の実施の形態につい
て説明するが、その前に図1の実施の形態では、液晶パ
ネル13によって空間変調された光は、図3に示すよう
に投射レンズ14の瞳径31によって光線の方向が制限
されてしまうため、映像を観察できる範囲32は限定さ
れることになる。第2の実施の形態は、観察範囲を広げ
るものである。
Next, a description will be given of a second embodiment of the present invention. Before that, in the embodiment of FIG. 1, light spatially modulated by the liquid crystal panel 13 is projected by a projection lens as shown in FIG. Since the direction of the light beam is restricted by the pupil diameter 31 of 14, the range 32 in which an image can be observed is limited. The second embodiment extends the observation range.

【0022】図4、図5は、この発明の第2の実施の形
態について説明するためのものであり、図4は拡大投射
方式を選択した場合の構成図を、図5は虚像投射方式を
選択した場合の構成図をそれぞれ示す。なお、第1の実
施の形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明
する。
FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a case where an enlarged projection system is selected, and FIG. 5 is a diagram showing a virtual image projection system. The configuration diagrams when selected are shown. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

【0023】図4に示す拡大投射により観察する場合の
図1との違いは、観察者21側の集光レンズ19と対向
する位置に光の透過と拡散を制御する光透過拡散部41
を、それに投射レンズ14と集光レンズ19との間に光
の透過と拡散を制御する光透過拡散部42をそれぞれ配
置し、これら光透過拡散部41,42を光透過拡散制御
部43で制御する点にある。
The difference from FIG. 1 in the case of observation by the enlarged projection shown in FIG. 4 is that a light transmission / diffusion section 41 for controlling transmission and diffusion of light is provided at a position facing the condenser lens 19 on the observer 21 side.
A light transmission / diffusion unit 42 for controlling transmission and diffusion of light is disposed between the projection lens 14 and the condenser lens 19, and these light transmission / diffusion units 41 and 42 are controlled by a light transmission / diffusion control unit 43. Is to do.

【0024】光透過拡散部41,42の具体的な例とし
ては、例えば”液晶とディスプレィ応用の基礎”コロナ
社 (1994) で紹介された高分子分散型液晶を挙げること
ができる。
As a specific example of the light transmission / diffusion portions 41 and 42, there can be mentioned, for example, a polymer-dispersed liquid crystal introduced by Corona (1994), "Basics of Liquid Crystal and Display Application".

【0025】図4に示す拡大投射方式を選択した場合の
例について説明する。観察者21が拡大投射方式を選択
した場合、まずその旨をリモコン20を使って通知す
る。リモコン20からの通知はリモコン受信部1を介し
て、投射レンズ制御部17に伝わると同時に、光透過拡
散制御部43にも伝わる。投射レンズ制御部17は、液
晶パネル13と光透過拡散部41が共役関係になるよう
に、投射レンズ14のレンズを光軸方向に動かす。光透
過拡散制御部43は、光透過拡散部41を拡散させ、光
透過拡散部42を透過させるように制御する。
An example when the enlarged projection system shown in FIG. 4 is selected will be described. When the observer 21 selects the enlarged projection method, the fact is first notified using the remote controller 20. The notification from the remote controller 20 is transmitted to the projection lens controller 17 and also to the light transmission / diffusion controller 43 via the remote controller receiver 1. The projection lens control unit 17 moves the lens of the projection lens 14 in the optical axis direction so that the liquid crystal panel 13 and the light transmission / diffusion unit 41 have a conjugate relationship. The light transmission / diffusion controller 43 controls the light transmission / diffusion unit 41 to diffuse and the light transmission / diffusion unit 42 to transmit.

【0026】これにより、液晶パネル13の映像は光透
過拡散部41に結像することになり、観察者21は光透
過拡散部41の位置を映像面として観察する。また、光
透過拡散部41から光が拡散するので瞳径に影響されず
広い観察範囲で観察できるようになる。
As a result, the image of the liquid crystal panel 13 is formed on the light transmission / diffusion section 41, and the observer 21 observes the position of the light transmission / diffusion section 41 as an image plane. In addition, since light is diffused from the light transmission / diffusion unit 41, observation can be performed in a wide observation range without being affected by the pupil diameter.

【0027】図5に示す虚像表示方式を選択した場合の
例について説明する。観察者21が虚像表示方式を選択
した場合に投射レンズ制御部17は、液晶パネル13の
映像が光透過拡散部42に結像するよう投射レンズ14
のレンズを光軸方向に動かす。また光透過拡散制御部4
3は、光透過拡散部41を透過、光透過拡散部42を拡
散させる制御を行う。
An example when the virtual image display method shown in FIG. 5 is selected will be described. When the observer 21 selects the virtual image display method, the projection lens control unit 17 controls the projection lens 14 so that the image of the liquid crystal panel 13 is formed on the light transmission / diffusion unit 42.
Move the lens in the optical axis direction. Light transmission / diffusion controller 4
Reference numeral 3 controls the transmission through the light transmission and diffusion unit 41 and the diffusion of the light transmission and diffusion unit 42.

【0028】光透過拡散部42に結像された映像は、集
光レンズ19により23の面で虚像となるため、観察者
21は虚像面23を映像面として観察する。また、光透
過拡散部42から光が拡散するので、瞳径に影響されず
広い観察範囲で観察することが可能となる。
The image formed on the light transmission / diffusion section 42 becomes a virtual image on the surface 23 by the condenser lens 19, so that the observer 21 observes the virtual image surface 23 as an image surface. In addition, since light is diffused from the light transmission / diffusion unit 42, observation can be performed in a wide observation range without being affected by the pupil diameter.

【0029】この実施の形態では、観察者が複数あるい
は観察位置が広い場合には拡大投射方式に切り替えて広
い観察範囲で観察することはもちろんのこと、観察者が
単数あるいは観察位置が狭い場合にも虚像表示方式とし
て観察可能となる。
In this embodiment, when the number of observers is plural or the observation position is wide, it is possible to switch to the enlarged projection system and observe in a wide observation range. Can also be observed as a virtual image display method.

【0030】図6は、この発明の第3の実施の形態につ
いて説明するための摸式図である。この実施の形態は、
観察距離の違いによる虚像の画角の変化を示したもの
で、液晶パネル61の映像が集光レンズ62により虚像
63となる。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a third embodiment of the present invention. In this embodiment,
It shows a change in the angle of view of the virtual image due to the difference in the observation distance, and the image of the liquid crystal panel 61 becomes a virtual image 63 by the condenser lens 62.

【0031】ここで、観察距離が64から65に変化す
ると、虚像63の画角は変化する。また観察距離65に
おいて、観察距離65からみて集光レンズ62の外側に
位置する虚像部分66は観察できない。この実施の形態
では観察距離に応じて、観察者が虚像の画角を制御でき
るようにしたものである。
Here, when the observation distance changes from 64 to 65, the angle of view of the virtual image 63 changes. At the observation distance 65, the virtual image portion 66 located outside the condenser lens 62 when viewed from the observation distance 65 cannot be observed. In this embodiment, the observer can control the angle of view of the virtual image according to the observation distance.

【0032】図7は、図6をより具体的に説明するため
の構成図である。図5との構成の違いは、液晶パネル1
3の映像が投射レンズ141を用いて光透過拡散部42
に結像する際に、拡大率が変化できるようにした点にあ
る。
FIG. 7 is a configuration diagram for explaining FIG. 6 more specifically. The difference from the configuration shown in FIG.
3 is transmitted through the light transmission / diffusion unit 42 using the projection lens 141.
The point is that the magnification can be changed when the image is formed.

【0033】拡大率を可変するには、例えば投射レンズ
141を複数レンズ構成にし、それぞれのレンズを独立
に光軸方向に動かすことによって実現できる。例えば観
察者が21aの位置にいるときには、光透過拡散部42
上で映像がbになるように拡大率を制御する。このとき
虚像の大きさはBとなる。観察者が21bの位置にいる
ときは、光透過拡散部42上で映像がcになるように拡
大率を制御する。このとき虚像の大きさはCとなる。
The magnification can be varied, for example, by forming the projection lens 141 into a plurality of lenses and moving each lens independently in the optical axis direction. For example, when the observer is at the position 21a, the light transmitting / diffusing section 42
The magnification is controlled so that the image becomes b above. At this time, the size of the virtual image is B. When the observer is at the position 21b, the magnification is controlled so that the image becomes c on the light transmission / diffusion section 42. At this time, the size of the virtual image is C.

【0034】これにより観察距離が違っても、虚像の画
角が集光レンズ19の画角と一致することができる。画
角(拡大率)の設定は観察者がリモコン20を用いて行
う、あるいは観察者の位置を検出する手段を別途設けて
適切な画角を設定してもよい。
Thus, even if the observation distance is different, the angle of view of the virtual image can match the angle of view of the condenser lens 19. The angle of view (magnification ratio) may be set by the observer using the remote controller 20, or an appropriate angle of view may be set by separately providing means for detecting the position of the observer.

【0035】図8は、この発明の第4の実施の形態につ
いて説明するための摸式図である。この実施の形態は、
観察方向の違いによる虚像の観察範囲を示したものであ
る。すなわち、液晶パネル81の映像が集光レンズ82
により虚像83となる。ここで観察位置が84の場合に
は虚像の全領域を観察できるが、観察位置が85の場合
には、観察位置85からみて集光レンズ82の外側に位
置する虚像部分は観察できない。この実施の形態は、観
察できない虚像部分を観察可能としたものである。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment,
It shows the observation range of the virtual image due to the difference in the observation direction. That is, the image on the liquid crystal panel 81 is
Thus, a virtual image 83 is formed. Here, when the observation position is 84, the entire area of the virtual image can be observed. However, when the observation position is 85, the virtual image portion located outside the condenser lens 82 as viewed from the observation position 85 cannot be observed. In this embodiment, a virtual image portion that cannot be observed can be observed.

【0036】図9の構成図を用い、この発明の第4の実
施の形態について説明する。この実施の形態と図5との
違いは、光透過拡散部42と集光レンズ19との間に光
軸を平行移動する手段を設けた点にある。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration diagram of FIG. The difference between this embodiment and FIG. 5 lies in that a means for moving the optical axis in parallel is provided between the light transmitting and diffusing unit 42 and the condenser lens 19.

【0037】光軸を平行移動する手段としては、例えば
平板プリズム91を用いる。観察者が21cから21d
に移動した場合には、平板プリズム制御部92を用いて
平板プリズム91の角度を変化させる。
As means for moving the optical axis in parallel, for example, a flat plate prism 91 is used. Observer is 21d to 21d
Is moved to the position, the angle of the plate prism 91 is changed using the plate prism control unit 92.

【0038】これにより光透過拡散部42の位置がdか
らeに移動したここと等価となる。光透過拡散部42に
移動に伴い、虚像面23の位置もDからEに移動する。
これにより光透過拡散部42上に結像した映像の全領域
が観察者21cの位置から観察できることになる。虚像
の位置の移動量の設定は観察者がリモコン20を用いて
行う、あるいは観察者の位置を検出する手段を別途設け
て適切な移動量を設定しても良い。また第4の実施の形
態を第3の実施の形態と組み合わせて構成することも可
能である。
Thus, the position of the light transmission / diffusion portion 42 is equivalent to the position where the position has been moved from d to e. The position of the virtual image plane 23 also moves from D to E with the movement to the light transmission / diffusion unit 42.
As a result, the entire region of the image formed on the light transmission / diffusion section 42 can be observed from the position of the observer 21c. The setting of the moving amount of the position of the virtual image may be performed by the observer using the remote controller 20, or an appropriate moving amount may be set by separately providing a means for detecting the position of the observer. Further, the fourth embodiment can be combined with the third embodiment.

【0039】次に、図10を用いてこの発明の第5の実
施の形態について説明する。第3、第4の実施の形態で
は光学手段を設けることで、観察者の位置が動いたとき
にも虚像が適切に観察できるようにした。この第5の実
施の形態では光学手段でなく、液晶パネル上に表示する
映像の大きさと位置を制御することで、第3、第4の実
施の形態と同様の効果を得るというものである。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third and fourth embodiments, the optical means is provided so that the virtual image can be properly observed even when the position of the observer moves. In the fifth embodiment, the same effects as those of the third and fourth embodiments can be obtained by controlling the size and the position of the image displayed on the liquid crystal panel instead of the optical means.

【0040】図10において、観察者が21eの場合に
は、液晶パネル131で映像がfの大きさと位置で表示
されるように液晶駆動部161を制御する。液晶パネル
131のfの映像は、光透過拡散部42でf’として結
像し、虚像Fが観察者21eに観察される。観察者が2
1fの場合には、液晶パネル131上で映像がgの大き
さと位置で表示されるように液晶駆動部161を制御す
る。液晶パネルのgの映像は光透過拡散部42でg’と
して結像し、虚像Gが観察者21fに観察される。
In FIG. 10, when the observer is 21e, the liquid crystal driving section 161 is controlled so that the image is displayed on the liquid crystal panel 131 at the size and position of f. The image of f on the liquid crystal panel 131 is formed as f ′ in the light transmission / diffusion section 42, and the virtual image F is observed by the observer 21e. 2 observers
In the case of 1f, the liquid crystal driving section 161 is controlled so that the image is displayed on the liquid crystal panel 131 at the size and the position of g. The image of g on the liquid crystal panel is formed as g ′ in the light transmission / diffusion section 42, and the virtual image G is observed by the observer 21f.

【0041】液晶パネル131に表示する映像の大きさ
と位置の設定は、観察者がリモコン20を用いて行う、
あるいは観察者の位置を検出する手段を別途設けて適切
な設定をしても良い。また、第5の実施の形態を第3、
第4の実施の形態と組み合わせて構成することも可能で
ある。
The size and the position of the image displayed on the liquid crystal panel 131 are set by the observer using the remote controller 20.
Alternatively, a means for detecting the position of the observer may be separately provided to make appropriate settings. Further, the fifth embodiment is described as a third,
It is also possible to configure in combination with the fourth embodiment.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、この発明をよれ
ば、拡大投射方式の映像表示装置に虚像表示方式を組み
込み、観察条件に応じて、虚像表示方式と拡大投射方式
とを切り替えて観察したことで、観察者が単数あるいは
観察位置が狭い場合には虚像表示方式、観察者が複数あ
るいは観察位置が広い場合には拡大投射方式として使用
することができる。
As described above, according to the present invention, a virtual image display system is incorporated in an image display device of the enlarged projection system, and observation is performed by switching between the virtual image display system and the enlarged projection system according to observation conditions. Thus, when the number of observers is one or the observation position is narrow, the virtual image display method can be used, and when the number of observers is plural or the observation position is wide, the enlargement projection method can be used.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態の拡大投射方式で
観察する場合について説明するための構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a case of observing by an enlarged projection system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施の形態の虚像投射方式で
観察する場合について説明するための構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a case of observation by a virtual image projection method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】投射レンズの瞳径により観察範囲の限定につい
て説明するための説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram for describing limitation of an observation range by a pupil diameter of a projection lens.

【図4】この発明の第2の実施の形態の拡大投射方式で
観察する場合について説明するための構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining a case of observing with an enlarged projection system according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第2の実施の形態の虚像投射方式で
観察する場合について説明するための構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram for explaining a case of observation by a virtual image projection method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第3の実施の形態について説明する
ための摸式図。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図7】図6をより具体的に説明するための構成図。FIG. 7 is a configuration diagram for explaining FIG. 6 more specifically;

【図8】この発明の第4の実施の形態について説明する
ための摸式図。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8をより具体的に説明するための構成図。FIG. 9 is a configuration diagram for explaining FIG. 8 more specifically;

【図10】この発明の第5の実施の形態について説明す
るための構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図11】従来の虚像表示方式の原理について説明する
ための模式図。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the principle of a conventional virtual image display method.

【図12】従来の虚像表示方式の課題について説明する
ための模式図。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a problem of a conventional virtual image display method.

【図13】従来の拡大投射方式の原理について説明する
ための模式図。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the principle of a conventional enlarged projection system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…光源、12…レンズ、13…液晶パネル、14,
141…投射レンズ、15…映像入力端子、16,16
1…液晶駆動部、17…投射レンズ制御部、18…リモ
コン受信部、19…集光レンズ、20…リモコン、21
…観察者、22…結像面、23…虚像面、41,42…
光透過拡散部、43…光透過拡散制御部、91…平板プ
リズム、92…平板プリズム制御部92。
11 light source, 12 lens, 13 liquid crystal panel, 14,
141: Projection lens, 15: Video input terminal, 16, 16
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal drive part, 17 ... Projection lens control part, 18 ... Remote control receiving part, 19 ... Condensing lens, 20 ... Remote control, 21
... observer, 22 ... image plane, 23 ... virtual image plane, 41, 42 ...
Light transmission / diffusion unit 43: light transmission / diffusion control unit 91: flat plate prism 92: flat plate prism control unit 92

フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA10 EA13 EA19 GA10 HA23 HA24 HA28 KA30 MA20 5C058 AB06 BA11 BA17 BA31 DA11 EA11 EA12 EA26 EA51 Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA10 EA13 EA19 GA10 HA23 HA24 HA28 KA30 MA20 5C058 AB06 BA11 BA17 BA31 DA11 EA11 EA12 EA26 EA51

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から出射される光を、空間変調素子
を用いて空間変調したのち、光学投射手段を用いて結像
し、結像された映像を集光手段を介して表示する映像表
示装置において、 前記光学投射手段による結像位置を変えることで、前記
集光手段を介して表示する映像面の位置を変えるように
したことを特徴とする映像表示装置。
1. An image display for spatially modulating light emitted from a light source using a spatial modulation element, forming an image using an optical projection unit, and displaying the formed image via a condensing unit. In the apparatus, an image display position is changed by changing an image forming position by the optical projection unit, thereby changing a position of an image plane displayed through the light condensing unit.
【請求項2】 光源から出射される光を、空間変調素子
を用いて空間変調したのち、光学投射手段を用いて結像
し、結像された映像を集光手段を介して表示する映像表
示装置において、 前記集光手段に密着して配置し、前記光学投射手段から
の光の透過と拡散が切り換え可能な第1の光透過拡散手
段と、 前記光学投射手段と前記集光手段との間に配置し、かつ
前記集光手段の焦点距離以内に配置した第2の光透過拡
散手段と、 前記光学投射手段を通過した光が、前記第1の光透過拡
散手段の位置で結像する場合は、前記第1の光透過拡散
手段を拡散するように、前記第2の光透過拡散手段を透
過するようにそれぞれ制御し、前記第2の光透過拡散手
段の位置で結像する場合は、前記第1の光透過拡散制手
段を透過するように、前記第2の光透過拡散手段を拡散
するようにそれぞれ制御する制御手段と具備してなるこ
とを特徴とする映像表示装置。
2. An image display for spatially modulating light emitted from a light source using a spatial modulation element, forming an image using an optical projection unit, and displaying the formed image via a condensing unit. In the apparatus, a first light transmission / diffusion unit which is disposed in close contact with the light condensing unit and is capable of switching transmission and diffusion of light from the optical projection unit, and between the optical projection unit and the light condensing unit And a second light transmission / diffusion means arranged within the focal length of the light condensing means, and light passing through the optical projection means forms an image at the position of the first light transmission / diffusion means. Are respectively controlled so as to diffuse through the first light transmission / diffusion means and through the second light transmission / diffusion means, and when an image is formed at the position of the second light transmission / diffusion means, The second light transmission and diffusion means are transmitted through the first light transmission and diffusion control means. An image display device comprising: a control unit for controlling each of the over-diffusion units so as to diffuse the over-diffusion unit.
【請求項3】 前記第2の光透過拡散制御手段に光が結
像する場合に、空間変調した光の拡大率が変化可能な光
学投射手段を用いることで、前記集光手段を介して表示
する映像面の大きさを変えたことを特徴とする請求項2
に記載の映像表示装置。
3. When the light is imaged on the second light transmission / diffusion control means, an optical projection means capable of changing the magnification of the spatially modulated light is used to display the light through the light condensing means. 3. The size of an image surface to be changed is changed.
3. The video display device according to 1.
【請求項4】 前記第1および第2の光透過拡散制御手
段の間に、光の光軸を平行移動することができる光軸平
行移動手段を配置し、前記集光手段を介して表示する映
像面の位置を変えたことを特徴とする請求項2に記載の
映像表示装置。
4. An optical axis translating means capable of translating an optical axis of light between said first and second light transmission / diffusion controlling means, and displaying through said light condensing means. The image display device according to claim 2, wherein the position of the image surface is changed.
【請求項5】 前記空間変調素子上に表示する映像の大
きさと位置を変化することで、前記集光手段を介して表
示する映像面の大きさと位置を変えたことを特徴とする
請求項2に記載の映像表示装置。
5. The size and position of an image displayed on the spatial light modulator by changing the size and position of the image displayed on the spatial light modulator. 3. The video display device according to 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211091A (en) * 2001-12-07 2009-09-17 Nokia Corp Portable multimode display device
JP2015179152A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Head-up display device

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