JP2001264680A - Image display device - Google Patents

Image display device

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JP2001264680A
JP2001264680A JP2000070287A JP2000070287A JP2001264680A JP 2001264680 A JP2001264680 A JP 2001264680A JP 2000070287 A JP2000070287 A JP 2000070287A JP 2000070287 A JP2000070287 A JP 2000070287A JP 2001264680 A JP2001264680 A JP 2001264680A
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surface
optical element
incident
light beam
reflected
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JP2000070287A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazutaka Inoguchi
和隆 猪口
Original Assignee
Mixed Reality Systems Laboratory Inc
株式会社エム・アール・システム研究所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image display device with which image information is observed by excellent image quality in a wide observation visual field while making a whole device small, especially, thinning an ocular optical system part in an observer's visual line direction. SOLUTION: The device is provided with a first optical element which has a reflection display means, a light incident surface, a light incident/exit surface opposing to the display means and at least one surface Ra and which is filled with the same material inside and with a second optical element which has an incident surface for making light fluxes from the display means enter, a plurality of eccentric reflection surfaces for reflecting the light fluxes from the incident surface and having power and an exit surface for emitting the light fluxes reflected from the reflection surfaces and for guiding a light to the pupil of an observer and which is filled with a same material inside. The one surface Ra of the first optical element is joined with a part of the incident surface of the second optical element and the light fluxes are reflected from a part of the joined surface and emitted from the incident/exit surface so that the display means is illuminated.

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、画像表示装置、特に反射型の液晶等の画像表示素子で光変調された光束に基づく画像情報を適切に設定した自由曲面を有する光学素子を介して拡大して観察するようにしたヘッドマウントディスプレイ(HMD)やメガネ型ディスプレイ等に好適な画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device, via the optical element, in particular having a free curved surface appropriately set an image information based on the light beam is optically modulated by the reflective type image display device such as liquid crystal enlargement to about a head-mounted display (HMD) or eyeglass type display suitable image display apparatus or the like so as to observe.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来よりCRTやLCD等の画像表示素子(表示素子)を用い、これらの表示素子に基づく画像を画像観察光学系を介して拡大して観察させるようにした頭部装着型の画像表示装置(ヘッドマウントディスプレイHMD)が良く知られている。 With 2. Description of the Related Art An image display device than CRT or LCD or the like conventional (display device), the head-mounted which is adapted to be observed by enlarging an image based on a display device through the image observation optical system the image display device (head mounted display HMD) are well known.

【0003】図14は従来の共軸凹面鏡を用いた画像表示装置の要部概略図である。 [0003] FIG. 14 is a schematic view showing principal part of an image display apparatus using a conventional coaxial concave mirror. 同図では表示素子61に表示された画像情報からの光束をハーフミラー62で反射させ、凹面鏡63に入射させている。 In FIG it reflects the light beam from the image information displayed on the display device 61 by the half mirror 62, and is incident on the concave mirror 63. 凹面鏡63で反射した光束をハーフミラー62を介して観察者Eに導光している。 The light beam reflected by the concave mirror 63 through a half mirror 62 is guided to the observer E. 表示素子61に表示した画像情報は凹面鏡63 Image information displayed on the display device 61 is a concave mirror 63
によって拡大した虚像として形成される。 It is formed as an enlarged virtual by. これにより、 As a result,
観察者は表示素子61に表示した画像情報の拡大虚像を観察している。 Observer observes the enlarged virtual image of the image information displayed on the display device 61.

【0004】また、例えば特開平7-333551号公報,特開平8-50256号公報,特開平8-160340号公報,特開平8-17 Further, for example, JP-A-7-333551, JP-A No. 8-50256, JP-A No. 8-160340, JP-A No. 8-17
9238号公報等においては、画像情報を表示する表示手段としてのLCD(液晶)と観察光学系としての薄型プリズムとを使用し、装置全体の薄型化を図った画像表示装置が提案されている。 In 9238 it discloses such uses and thin prism as an observation optical system LCD (liquid crystal) as a display means for displaying the image information, an image display apparatus which attained the overall thickness of the devices have been proposed.

【0005】図15は、特開平7-333551号公報で提案している画像表示装置の要部概略図である。 [0005] Figure 15 is a schematic view showing principal part of an image display apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open 7-333551 discloses. 図15において、LCD51から発せられた光を、小型プリズム52 15, the light emitted from the LCD 51, a small prism 52
の入射面53に入射させている。 And is incident on the incident surface 53. そして該小型プリズム52に形成した曲率を有した全反射面54、そして反射面55との間で光束を折り畳み、その後、面54より小型プリズム52を射出させて観察者Eに導光している。 And folding the light beam between the total reflection surface 54 and reflecting surface 55, having a curvature formed in the small prism 52, then, is guided to the observer E by injecting a small prism 52 from a surface 54 .
これによって表示手段(LCD)51に基づく画像情報の虚像を形成し、該虚像を観察者Eが観察するようにしている。 This forms a virtual image of the image information based on the display means (LCD) 51, the observer E is to be observed 該虚 image. 小型プリズム52の反射面55は、偏心した非回転対称面(アジムス角度により光学的パワーの異なる面、所謂自由曲面)で構成された偏心自由曲面より成っている。 The reflecting surface of the small prism 52 55 (different aspects of optical power by azimuth angles, so-called free curved surface) non-rotationally symmetric surface that is eccentric and consist eccentric free curved surface composed of a.

【0006】図15に示す光学系のタイプは図14に示した従来の共軸凹面鏡を用いたタイプに比べ、装置全体の薄型化及び観察視野の広画角化が容易であるという特徴を有している。 [0006] type of the optical system shown in FIG. 15 is compared with the type using a conventional coaxial concave mirror shown in FIG. 14, have the feature that the wide angle of view of the thickness and the observation field of view of the entire apparatus is easy doing.

【0007】図15に示すようなタイプの薄型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)等の画像表示装置において、表示素子として開口効率が高く小型化に有利な反射型の表示素子を用いて構成しようとすると、例えば図16に示すように表示素子51と小型プリズム52の入射面53との間に表示素子51を照明するための照明系70を挿入する必要がある。 [0007] In the image display apparatus such as the type of thin a head-mounted display (HMD) as shown in FIG. 15, when you try to configure with favorable reflective display element aperture efficiency is high miniaturization as a display device , it is necessary to insert an illumination system 70 for illuminating the display device 51, for example, between the display device 51 as shown in FIG. 16 and the incident surface 53 of the compact prism 52.

【0008】ここで照明系70は、例えば光源71、光源71からの発散光束を集光し略平行光とするコンデンサーレンズ72、コンデンサーレンズ72からの光束を反射させ表示素子51を照明するハーフミラー面73a [0008] half mirror illumination system 70 for illuminating the example source 71, condenser lens 72, the display device 51 by reflecting the light beam from the condenser lens 72 of the divergent light flux from the light source 71 and condensed substantially parallel light here surface 73a
を含むプリズム73等を有している。 And a prism 73 or the like including a. 画像表示装置において、反射型の表示素子を用いると、それを照明するための照明系を表示素子51と小型プリズム52との間に配置する必要がある。 In the image display device, using a reflection type display device, it is necessary to arrange between the display element 51 and a small prism 52 an illumination system for illuminating it. この為、図16に示すようにプリズム52と表示素子51との間隔を広くする必要がある。 Therefore, it is necessary to widen the distance between the prism 52 and the display device 51 as shown in FIG. 16.

【0009】これに対して特開平11−125791号公報に提案されている画像表示装置では、反射型の画像表示素子、中間結像することなく少なくとも1面の偏心した裏面反射面を有する非テレセントリック接眼光学系を有する画像表示装置において、光源を入射瞳と略共役な位置に配置している。 [0009] In the image display apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-125791, on the other hand, the reflection type image display device of a non-telecentric with back reflecting surface which is eccentric at least one surface without an intermediate image in the image display apparatus having an ocular optical system, using a light source to the entrance pupil position substantially conjugate with.

【0010】図17に該公報で具体的に開示された構成を以下に示す。 [0010] A specifically disclosed composed of publication below in Figure 17.

【0011】図17は特開平11−125791号公報に開示された第1の具体的な構成図であり、光源11 [0011] Figure 17 is a first specific configuration diagram of which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-125791, a light source 11
2,反射型LCD108、透過面及び全反射面として作用する第1面103、反射面として作用する第2面10 2, the reflection type LCD 108, the first side 103 acts as a transmitting surface and total reflecting surface, a second surface 10 which acts as a reflective surface
4、透過面として作用する第3面105がそれぞれ屈折率が1より大きい媒質で満たされた偏心光学系110より構成されている。 4, a third surface 105 that acts is composed of decentered optical system 110, each refractive index is filled with greater than one medium as transmission surface.

【0012】光源112は、反射型LCD108の表示面をミラーとしてこれと偏心光学系110とより成る光学系により、射出瞳101と共役であり、表示素子の表示面と偏心光学系の表示光入射面との間のスペース及びそれを取り巻くスペースで、表示光を遮断しない光路外の位置に光源手段を配置されている。 [0012] the light source 112, the optical system comprising more that this eccentric optical system 110 to the display surface of the reflection type LCD108 as a mirror, is an exit pupil 101 and conjugate, display light incident on the display surface and the eccentric optical system of the display device space and the space surrounding it between surfaces, are arranged to the light source means to the position of the optical path outside without interrupting the display light.

【0013】また、図18、図19はそれぞれ特開平1 [0013] Figure 18, respectively 19 Hei 1
1−125791号公報に開示された第2、第3の具体的な構成図であり、光源112,反射型LCD108、 1-125791 No. 2 disclosed in Japanese, a third specific configuration diagram of a light source 112, a reflective LCD 108,
透過面及び全反射面として作用する第1面103、反射面として作用する第2面104、透過面として作用する第3面105がそれぞれ屈折率が1より大きい媒質で満たされた偏心光学系110より構成され、偏心光学系1 The first surface 103 serves as a transmitting surface and total reflecting surface, a second surface 104 which acts as a reflective surface, the third surface 105 is decentered optical system 110, each refractive index is filled with greater than 1 medium acting as a transmitting surface It is more configurations, decentered optical system 1
10の一部で、表示光束が通らない部分又は方向を透過させて表示面を照明できる位置に光源手段を配置したものである。 10 part of, is obtained by placing the light source means at a position capable of illuminating the display surface by transmitting portion or direction light flux does not pass.

【0014】また、同公報によれば、図20に示すように、偏心した面103,104,105,106に囲まれたプリズム状の偏心光学素子と、偏心した反射面11 [0014] According to the publication, as shown in FIG. 20, a prismatic decentered optical element surrounded by an eccentric surface 103, 104, 105 and 106, an eccentric reflective surface 11
5とを、光源112からの光が一度プリズム状の偏心光学素子を通り、偏心反射面115で反射され、再度プリズム状の偏心光学素子を通って反射型LCD108を照明するようにしたものも開示されている。 And 5, the light once passes through the prismatic decentered optical element from the light source 112 is reflected by the decentered reflecting surface 115, even those to illuminate the reflection type LCD108 through prismatic decentered optical element again disclosed It is.

【0015】特開平11−125791号公報に光源配置まで含め、反射型LCDに表示した画像を観察可能な形態で開示されているのは、上述の4種類の形態のみである。 [0015] including even the light source disposed in JP-A-11-125791, disclosed in viewable form the image displayed on the reflective LCD is only four described above.

【0016】 [0016]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ヘッドマウントディスプレイやメガネ型ディスプレイ等の画像表示装置は、装置全体の小型化,軽量化が要望されている。 As described above [0006] The image display apparatus such as a head-mounted display or spectacle-type display, miniaturization of the entire device, weight reduction is desired. 特に、重量バランス、外観等を考慮すると、観察者の視軸方向に薄型であることが望まれている。 In particular, weight balance, considering the appearance, etc., are desired to be thin in the visual axis direction of the observer. また、観察画角を広げることが重要な課題となっている。 Also, it is possible to widen the viewing angle has become an important issue.

【0017】特開平11−125791号公報に開示された構成においては、図17に示すように、光源112 [0017] In the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-125791, as shown in FIG. 17, the light source 112
からの光を反射型LCD108に直接入射させる構成のため、光源112が観察者側に出っ張りアイレリーフを確保出来なくなるか、又は反射型LCDへの各画角の主光線の角度差が大きくなり反射型LCDの視角特性の影響を受けて画面内でのコントラストが大きくばらつく傾向があった。 Because of the configuration to be incident light directly to the reflective LCD108 from the light source 112 can not be secured eye relief bulge toward the observer or the angle difference between the principal rays of each angle of the reflection type LCD is increased reflection contrast in the screen under the influence of the viewing angle characteristic of the type LCD had a large variation tendency.

【0018】また、図18の構成であれば反射型LCD Further, the reflective LCD with the configuration of FIG. 18
108の鉛直方向より図中右側から、図19の構成であれば反射型LCD108の鉛直方向より図中左側から、 From the right side in the figure from the vertical direction 108, from the left side in the drawing than the vertical direction of the reflection type LCD108 with the configuration of FIG. 19,
光源からの発散光を偏心光学系110の一部を介して反射型LCD108を照明するようにしているため、光源から遠い方の光線ほど反射型LCDへの入射角が浅くなり、LCDの視角特性に起因するコントラストのグラデーションが発生するという傾向があった。 Due to the divergent light from the light source to illuminate the reflection type LCD108 through a portion of the decentered optical system 110, it becomes shallow incident angle to the reflection-type LCD as light farther from the light source, viewing angle characteristics of LCD gradient caused by contrast there has been a tendency to occur.

【0019】また、図20の構成においては、組立時にそれぞれが互いに偏心したプリズム状の偏心光学素子と反射型LCDと偏心反射面との間で調整を行わねば成らず、調整が困難となる傾向があった。 Further, in the configuration of FIG. 20, not to be carried out the adjustment between each during assembly that the prismatic decentered optical element which is eccentric to each other with the reflective LCD and the decentered reflecting surface, tends to adjust becomes difficult was there.

【0020】本発明は、液晶ディスプレイ等の反射型の表示手段に表示した画像情報を広い観察視野で観察する際、表示手段を照明する照明系及び表示手段からの光束を観察者の眼球に導光するための光学系、例えば屈折作用を有するプリズム体より成る光学手段等の構成を適切に設定することによって、装置全体の小型化、特に観察者の視軸方向に対する接眼光学系部分の薄型化を図りつつ、該画像情報を広い観察視野において良好なる画質で観察することができる画像表示装置の提供を目的とする。 [0020] The present invention is, when observing the image information displayed on the reflection type display device such as a liquid crystal display with a wide observation field guide to the observer's eyeball a light beam from the illumination system and a display means for illuminating the display means an optical system for light, for example, by appropriately setting the configuration such as an optical unit consisting of a prism having a refracting action, the overall size of the device, thickness of the ocular optical system portion in particular with respect to the visual axis direction of an observer while achieving, for the purpose of providing an image display apparatus that can observe the image information with good Naru quality at a wide observation field of view.

【0021】この他、本発明は、画面内でのコントラストのばらつきが少なく、組立・調整の簡単な光学系が構成できる画像表示装置の提供を目的とする。 [0021] In addition, the present invention is less variation in the contrast in the screen, simple optics assembly and adjustment is intended to provide an image display device that can be configured.

【0022】 [0022]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の画像表示装置は、反射型の表示手段、光束を入射させる入射面、該反射型の表示手段に対向し光束を射出及び入射させる出入射面と、それ以外に少なくとも一面を有し、内部を同一材質で満たした第1光学素子、該反射型の表示手段からの光束を入射させる入射面、該入射面から入射した光束を反射させる光路に対して偏心し且つパワーを有する複数の反射面、該複数の反射面で反射した光束を射出させ観察者の瞳に導光する射出面とを有し、内部を同一材質で満たした第2光学素子、を有し、該第1光学素子の入射面,出入射面以外の一面の少なくとも一部と該第2光学素子の入射面の少なくとも一部とは直接又は光学部材を介して接合されており、該接合された面の少なくとも一部で光束 Means for Solving the Problems] image display apparatus of the first aspect of the present invention, reflective display device, the incident surface for a light beam, emitted incident to emit and the incident luminous flux opposite to the reflective display means and the surface has at least one surface otherwise, the first optical element and fills the interior of the same material, the incident surface in which a light beam is incident from the reflection type display device, the optical path for reflecting the light beam incident from the incident surface a plurality of reflecting surfaces having a decentered and power, and an exit surface for guiding the pupil of the observer is emitted a light beam reflected by the reflecting surface of the plurality of relative, second and fills the interior of the same material has an optical element, the incident surfaces of the first optical element, and at least a portion of the incident surface of the at least a portion and the second optical element on one surface other than the incident surface exits are bonded directly or via an optical member and the light beam at least a portion of the joined surface 反射して該出入射面より射出させて該反射型の表示手段を照明することを特徴としている。 Reflected by injection from said output incident surface is characterized by illuminating the display means of the reflection type.

【0023】請求項2の発明は請求項1の発明において、前記反射型の表示手段で反射し前記出入射面より前記第1光学素子に入射した光束が、前記接合面の接合部より第2光学素子に導かれることを特徴としている。 [0023] claimed in the invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the reflective display light beam incident on the first optical element than reflected the exit entrance surface with means, second of the junction of the joining surface It is characterized in that guided in the optical element.

【0024】請求項3の発明は請求項2の発明において、前記接合面が、反射膜形成部と反射膜非形成部とを含み、前記出入射面並びに前記接合面以外の前記第1光学素子の面より入射した光束が該反射膜形成部により反射されて前記出入射面を射出して前記反射型の表示手段に導かれ、前記反射型の表示手段からの光束を該反射膜非形成部を通過させて前記第2光学素子に導くことを特徴としている。 [0024] The invention according to claim 3 in the invention of claim 2, wherein the bonding surface comprises a a reflection film forming unit and the reflective film non-formation portions, the exit-entrance surface and the first optical element other than the joining surface light entering from the surface of the is directed to the display means of the reflective and exit the entrance surface exits the is reflected by the reflective film forming unit, the reflective film unformed portion of light beam from the reflective display means was allowed to pass through is characterized by guiding the second optical element.

【0025】請求項4の発明は請求項2の発明において、前記接合面が、光束を非接合部で全反射されて前記出入射面を射出して前記反射型の表示手段に導かれ、前記反射型の表示手段からの光束を該反射膜非形成部を通過させて前記第2光学素子に導くことを特徴としている。 [0025] The invention according to claim 4 characterized in that in the invention of claim 2, wherein the bonding surface is led to the display unit of the reflection type by injecting an incident surface out the being totally reflected light beam at the non-bonded portion, said the light beam from the reflection type display device is passed through the reflective film unformed portion is characterized by guiding the second optical element.

【0026】請求項5の発明は請求項2の発明において、前記接合面が、偏光ビームスプリッタとして作用するよう構成されたことを特徴としている。 [0026] The invention of claim 5 in the invention of claim 2, wherein the bonding surface, is characterized in that it is configured to act as a polarization beam splitter.

【0027】請求項6の発明は請求項2の発明において、前記接合面が、ハーフミラーとして作用するよう構成されたことを特徴としている。 [0027] In the invention the present invention of claim 2 according to claim 6, wherein the bonding surface, is characterized in that it is configured to act as a half mirror.

【0028】請求項7の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第1光学素子の入射面と出入射面とが同一形状の面であることを特徴としている。 [0028] The invention of claim 7 is the invention of any one of claims 3-6, it is characterized in that the incident surface and exit the incident surface of the first optical element is a surface of the same shape.

【0029】請求項8の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第2光学素子を構成する複数のパワーを有した反射面のうちの一面と、前記第1光学素子の入射面とが同一形状の面であることを特徴としている。 The claimed invention in claim 8 in the invention of any one of claims 3 to 6, and one surface of the reflective surface having a plurality of power constituting the second optical element, wherein the first optical element it is characterized in that the incident surface is a surface of the same shape.

【0030】請求項9の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第2光学素子を構成する複数のパワーを有した反射面のうちの一面と、前記第1光学素子の出入射面とが同一形状の面であることを特徴としている。 The claimed invention in claim 9 in the invention of any one of claims 3 to 6, and one surface of the reflective surface having a plurality of power constituting the second optical element, wherein the first optical element it is characterized in that the outgoing incident surface is a surface of the same shape.

【0031】請求項10の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第1光学素子の出入射、入射面と、前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面、射出面が、それぞれ異なる面で構成されたことを特徴としている。 [0031] In the invention the invention of any one of claims 3-6 according to claim 10, exits incidence of the first optical element, an entrance surface, a reflecting surface having a plurality of power of the second optical element , exit surface, and characterized in that it is composed of different surfaces.

【0032】請求項11の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面のうち、少なくとも1面が非回転対称面であることを特徴としている。 [0032] In the invention the invention of any one of claims 3-6 according to claim 11, of the reflecting surfaces having a plurality of power of the second optical element, at least one surface is a rotationally asymmetric surface it is characterized in that.

【0033】請求項12の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面のうち、少なくとも1面が全反射を利用していることを特徴としている。 The invention of claim 12 is the invention of any one of claims 3 to 6, of the reflective surface having a plurality of power of the second optical element, at least one surface by utilizing total reflection It is characterized in that there.

【0034】請求項13の発明は請求項11又は12の発明において、前記第2光学素子の複数の曲面反射面は第1曲面反射面と第2曲面反射面の2面を有し、前記表示手段で反射され前記第1光学素子の一部を通過した光束を前記第2光学素子の入射面より入射させ、該第1曲面反射面で全反射させ、第2曲面反射面で反射させた後に射出面より射出させて観察者に導光していることを特徴としている。 [0034] The invention of claim 13 is the invention of claim 11 or 12, a plurality of curved reflecting surfaces of the second optical element has a second surface of the first curved reflecting surface and the second curved reflecting surface, the display the light beam passing through a portion of the first optical element is reflected by means caused to enter from the incident surface of the second optical element, is totally reflected by the first curved reflecting surface, to after being reflected by the second curved reflecting surface is characterized in that it is guided to the observer is emitted from the light emission face.

【0035】請求項14の発明は請求項11又は12の発明において、前記第2光学素子の複数の曲面反射面は第1曲面反射面と第2曲面反射面と第3曲面反射面の3 [0035] The invention of claim 14 is the invention of claim 11 or 12, wherein the plurality of curved reflecting surfaces of the second optical element is a first curved reflecting surface and the second curved reflecting surface and 3 of the third curved reflecting surface
面を有し、前記表示手段からの光束を前記第2光学素子の入射面より入射させ、第1曲面反射面で反射させ、第2曲面反射面で全反射させ、第3曲面反射面で反射させた後に射出面より射出させて観察者に導光していることを特徴としている。 Has a surface, the light beam from the display means is incident from the incident surface of the second optical element, is reflected by the first curved reflecting surface, it is totally reflected by the second curved reflecting surfaces, reflected by the third curved reflecting surface is characterized in that it is guided to the observer is emitted from the light emission face after allowed to.

【0036】請求項15の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第1光学素子の入射面に入射させる光束に指向性を持たせるための光学系を有していることを特徴としている。 [0036] The invention of claim 15 has in the invention of any one of claims 3 to 6, the optical system for giving directivity to light beams to be incident on the incident surface of the first optical element it is characterized in that.

【0037】請求項16の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、直線偏光した光束を前記第1光学素子に入射させるための偏光手段を有することを特徴としている。 [0037] The invention of claim 16 is the invention of any one of claims 3 to 6, is characterized by having a polarizing means for applying light beam which is linearly polarized in the first optical element.

【0038】請求項17の発明は請求項3〜6のいずれか1項の発明において、前記第1光学素子の入射面に入射させる光束に指向性を持たせるための光学系と、直線偏光した光束を前記第1光学素子に入射させるための偏光手段を有し、該光学系及び偏光手段の少なくとも一方と,該第1光学素子とが接合されていることを特徴としている。 [0038] The invention of claim 17 in the invention of any one of claims 3 to 6, an optical system for giving directivity to light beams to be incident on the incident surface of the first optical element, the linearly polarized It has a polarizing means for applying light beam to the first optical element, and at least one of the optical system and polarization means, and the first optical element is characterized in that it is joined.

【0039】請求項18の発明は請求項2の発明において、前記第2光学素子の複数の曲面反射面のうち少なくとも一面が全反射を利用していることを特徴としている。 The invention of claim 18 is the invention of claim 2, at least one surface of the plurality of curved reflecting surfaces of the second optical element is characterized by utilizing total reflection.

【0040】請求項19の発明の画像表示装置は、光束を入射させる入射面S1と該入射面S1からの光束を反射及び透過させる機能を有した面S2に導光し、該面S The image display apparatus of the invention of claim 19, guided to the surface S2 having a function of reflecting and transmitting the light beam from the incident surface S1 and the incident surface S1 in which a light beam is incident, said surface S
2で反射した光束を射出させる射出面S3とを有した第1光学素子を用いて、該第1射出面に対向配置した表示素子を照明し、該表示素子からの光束のうち、該射出面S3より入射し、該面S2の少なくも一部分と直接又は光学部材を介して少なくとも一部分が接合された入射面S4から光束を入射させ入射面S4からの光束を反射及び透過させる機能を有した面S5に導光し、該面S5で反射した光束を反射させる反射面S6、そして該反射面S6からの光束を該面S5より射出させるようにした第2光学素子を用いて該表示素子に基づく画像を観察するようにしたことを特徴としている。 The light flux reflected by 2 using a first optical element having an exit surface S3 to be emitted to illuminate the display element opposed to the first exit surface, of the light flux from the display element, exit surface incident from S3, had a function of at least reflecting and transmitting the light beam from the incident surface S4 through a portion directly or optical member is a light beam from the incident surface S4 at least a portion is bonded to said surface S2 face guided in S5, based on the display device by using the second optical element reflecting surface S6 for reflecting the light beam reflected by said surface S5, and the light beam from the reflective surface S6 so as to exit from said surface S5 It is characterized in that so as to observe an image.

【0041】請求項20の発明は請求項19の発明において、前記第1,第2光学素子はいずれも、少なくとも1つの非対称非球面を有し、内部を同一材質で満たしたプリズム体より成っていることを特徴としている。 [0041] The invention of claim 20 is the invention of claim 19, wherein the first, both the second optical element has at least one asymmetric aspherical surface, made from a prism member filled inside the same material It is characterized in that there.

【0042】請求項21の発明のヘッドマウントディスプレイは請求項1から20のいずれか1項の画像表示装置を観察者の頭部又は顔面に装着可能に構成したことを特徴としている。 The head-mounted display of the invention of claim 21 is characterized by being configured to be mounted on the observer's head or face the image display device of any one of claims 1 to 20.

【0043】 [0043]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の画像表示装置の実施形態1の要部概略図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is a schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of an image display device of the present invention.

【0044】本実施形態では画像表示装置を観察者の頭部に装着することができるヘッドマウントディスプレイ(HMD)に適用した場合の片眼についてのみ示している。 [0044] In the present embodiment shows the eye when applied to a head-mounted display (HMD) which can be mounted on the observer's head image display device only.

【0045】図中、1は面光源、2はレンズ系、3は偏光板であり、光源手段の一要素を構成している。 [0045] In the figure, 1 is a surface light source, 2 is a lens system, 3 is a polarizing plate, constitute an element of the light source means. 1,2 1, 2
及び3は偏心配置されても良いが、共軸配置された方が光利用効率が良く好ましい。 And 3 may be arranged eccentrically, who arranged coaxially preferably good light utilization efficiency.

【0046】B1は第1光学素子であり、透過面S1, [0046] B1 is the first optical element, transmitting surface S1,
反射及び透過させる機能を有した面S2,透過面S3の3つの光学面を有し、内部が同一材質で満たされたプリズム形状の光学素子である。 Surface S2 having a function of reflecting and transmitting has three optical surfaces of the transmitting surface S3, inside an optical element of a prism shape which is filled with the same material. 尚、透過面S1は光束を入射させる入射面であり、透過面S3は反射型の表示手段に対向して配置され、該反射型の表示手段へ光を射出する機能と、該反射型の表示手段からの光を入射させる機能とを有した出入射面である。 Incidentally, the transparent surface S1 the incident surface in which a light beam is incident, the transmission surface S3 is disposed opposite to the reflection type display device, a function of emitting light to the reflection type display device, the display of the reflective type the incident surface exits having a function of incident light from the unit. また、本実施形態においては、面S2の一部に金属膜または誘電体膜などの反射膜を形成し、該反射膜形成部に反射機能を負わせ、反射膜非形成部に透過機能を負わせている。 In the present embodiment, to form a reflective film such as a metal film or a dielectric film on a part of the surface S2, inflict reflection function to the reflection film forming unit, the transmission function bear the reflective film non-forming portion It is caused.

【0047】4は反射型の表示手段であり、反射型の液晶表示装置(LCD)よりなっている。 [0047] 4 is a reflective display device, which is the reflecting type liquid crystal display device (LCD).

【0048】B2は第2光学素子であり、透過面S4、 [0048] B2 is a second optical element, transmitting surface S4,
反射面及び透過面として作用する曲面S5、金属膜または誘電体膜などの反射膜を形成した反射曲面S6の3つの光学面を有し、内部が同一材質で満たされたプリズム形状の素子である。 Curved S5, acts as a reflective surface and transmitting surface, has three optical surfaces of the reflection curved surface S6 of forming a reflective film such as a metal film or a dielectric film, is an element of a prism shape whose inside is filled with the same material . 尚、透過面S4は反射型の表示手段からの光束を入射させる入射面であり、曲面S5及び曲面S6は入射面S4より入射した光の光路に対して偏心し且つパワーを有した2つの反射面であり、また曲面S Incidentally, the transmission surface S4 are the incident surface in which a light beam is incident from the reflection type display device, a curved surface S5 and the curved surface S6 is eccentric and two reflections having a power to the optical path of the light incident from the incident surface S4 is a surface, also curved surface S
5は光束を射出させ観察者の瞳に導光する射出面でもある。 5 is also the exit surface and guides the observer's pupil is emitted a light beam.

【0049】第1光学素子B1と第2光学素子B2は、 [0049] The first optical element B1 second optical element B2 is
面S2の一部分と面S4の一部分とで接合されている。 They are joined by a portion of a portion and the surface S4 of the surface S2.
5は偏光板であり、偏光板3と偏光軸が略直交するように配置している。 5 is a polarizing plate, the polarizing plate 3 and the polarization axis is arranged so as to be substantially orthogonal.

【0050】ここで、面S3,S5,S6及び面S2と面S4の接合部S24は、反射型LCD4上に表示された画像の拡大虚像を形成する接眼光学系(観察光学系) [0050] Here, the surface S3, S5, S6 and the surface S2 and the junction S24 in surface S4 is an ocular optical system for forming an enlarged virtual image of the image displayed on the reflection type LCD 4 (observation optical system)
ISを構成している。 Constitute the IS.

【0051】本実施形態では、該接眼光学系ISが観察者の眼Eの視軸方向(図中Z軸方向)に薄くなるように、該接眼光学系ISを構成する各面S3,S5,S6 [0051] In this embodiment, as the ocular optical system IS is reduced in the visual axis direction of the observer's eye E (figure Z-axis direction), each surface S3, S5 constituting the ocular optical system IS, S6
を光路に対して偏心させた構成としている。 It has a configuration in which is decentered with respect to the optical path.

【0052】特に、反射面S5,S6を偏心配置している。 [0052] In particular, it is decentered reflecting surfaces S5, S6. 中でも面S5において反射する光束に対しては、第2光学素子B2を構成する材質の屈折率をnとするとき、最終的に観察者の瞳Eに導かれる光線の面S5への入射角がarcsin(1/n)以上の角度となるように大きく偏心させており、内部全反射される様にしている。 For inter alia the light beams reflected at the surface S5, when the refractive index of the material constituting the second optical element B2 is n, the incident angle to the surface S5 of the light guided to the final observer's pupil E is arcsin (1 / n) and is largely decentered so that the above angle, and the like are totally internally reflected. また、 Also,
全反射された光線が面S6で反射された後、面S5へar After all reflected rays are reflected by the surface S6, ar to the surface S5
csin(1/n)以下の角度で入射され、面S5を屈折透過して瞳Eに導かれる様にしている。 csin (1 / n) is incident at an angle of less than, and the like is guided to the pupil E is refracted passes through the surface S5. 面S5で反射面と透過面を兼ねたことにより、面数削減によるコスト面での利点を有するとともに、面S5での反射を全反射とすることで光利用効率を向上させている。 By at the surface S5 also serves as a reflecting and transmitting surfaces, which has a cost advantage due to a surface speed reduction, thereby improving the light use efficiency by total reflection the reflection on the surface S5.

【0053】このとき、接眼光学系ISの構成要素である曲面S3、S5,S6のうち少なくとも1面は、それぞれ図1の紙面に対して垂直な方向(x軸方向)に関してのみ対称性を有し、紙面を対称面とした非対称非球面で構成されることが収差補正上好ましい。 [0053] In this case, at least one surface of the curved surface S3, S5, S6 is a component of the ocular optical system IS is perforated only symmetry with respect to the direction (x axis direction) perpendicular to the plane of FIG. 1, respectively and, to be configured in the asymmetric aspheric paper plane of symmetry viewpoint of aberration correction. 特にパワーの強い面S6は非対称非球面であることが収差補正上、好ましい。 In particular, it is the aberration correcting strong surface S6 of power is asymmetric aspherical preferred.

【0054】更に、面S3,S5,S6の全てがそれぞれ紙面を対称面とした非対称非球面で構成されると、収差補正が更に良好になる。 [0054] In addition, all surfaces S3, S5, S6 and the formed asymmetric aspherical surface to the paper plane of symmetry respectively, aberration correction becomes better.

【0055】以下、図1を用いて、本実施形態における画像表示装置の光学的作用について説明する。 [0055] Hereinafter, with reference to FIG. 1, a description will be given of an optical effect of an image display device in this embodiment.

【0056】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0056] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の光束を形成する。 Only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted, to form a light beam of S-polarized light. S偏光光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、反射面及び透過面として作用する面S2の反射膜形成部で反射され、射出面及び透過面として作用する面S S-polarized light beam, from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, it is reflected by the reflective film forming part of the surface S2 acting as a reflective surface and transmitting surface, an exit surface and surface S which acts as a transmitting surface
3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 3 is injected from, for forming an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0057】ここで、面光源1上の一点から発散する光束が集光され、これらを構成する光線同士のなす角度が低減されて反射型LCD4に入射するように、光源手段LSの一部であるレンズ系2の屈折力及び第1光学素子B1の面S3の屈折力が構成されている。 [0057] Here, the light beam is converged to diverge from a point on the surface light source 1, such that the angle of the rays that constitute them is incident on the reflective LCD4 been reduced, in some of the light source means LS there the refractive power of the lens system 2 and the refractive power of the first surface S3 of the optical element B1 is formed. LCD4を照明した照明光束は、画像情報に基づいて反射型のLCD Illumination light flux illuminating the LCD4 is, LCD of a reflection type based on the image information
4で適宜光変調される。 4 is suitably optically modulated by.

【0058】例えば最大輝度の表示部位では偏光軸を9 [0058] The polarization axis in the display portion of the maximum luminance for example 9
0°回転されてP偏光として、非表示部位ではS偏光のままで、中間調はそれに応じた偏光状態として、LCD 0 ° is rotated as P-polarized light, while the S-polarized light in the non-display region, as the polarization state halftone accordingly, LCD
4で反射される。 It is reflected by the 4.

【0059】反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、面S2の反射膜非形成部に導かれ、 [0059] The reflected light beam again enters the first optical element B1 from the surface S3, directed to the reflection film non-formation portions of the surface S2,
面S2と面S4とが接合された面S24から第2光学素子B2に入射する。 The surface S2 and the surface S4 is incident from the surface S24 that is joined to the second optical element B2.

【0060】その後、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出し、偏光板5に導かれる。 [0060] Then, after totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface, is reflected by the curved surface S6 described acts as subjected to reflection film reflecting surface is guided to the surface S5 again, the second optical element from the surface S5 B2 injecting a, it is guided to the polarizing plate 5. 偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収される。 Polarizer 5, P-polarized light component is transmitted, S-polarized light component is absorbed. これによってLCD4による表示光束が形成される。 This display light beam by LCD4 by is formed.

【0061】偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳E [0061] The display light beam passing through the polarizing plate 5 observer's pupil E
に到達する。 To reach. このとき、観察者は、面S3,S5,S6 In this case, the observer, the surface S3, S5, S6
及び面S2と面S4の接合部S24からなる接眼光学系ISの各面の屈折力により、反射型LCD4に基づく画像の拡大された虚像を視認している。 And the refractive power of each surface of the ocular optical system IS consisting junction S24 in surface S2 and the surface S4, it is viewing the magnified virtual image of the image based on the reflection type LCD 4.

【0062】本実施形態によれば、接眼光学系ISが観察者の視軸方向(図中Z軸方向)に薄く、また、光源手段LSがZ軸方向に出っ張らない位置に配置し、全系として薄型の画像表示装置としている。 According to [0062] this embodiment, thin ocular optical system IS is the observer's visual axis direction (in the drawing the Z-axis direction), also placed in a position where the light source means LS is does not project in the Z-axis direction, the entire system It is a thin image display device as a. また、以上のように構成したことにより、光源手段LSの一部であるレンズ系2の屈折力及び第1光学素子B1の面S3の屈折力により反射型LCD4への各画角の主光線の入射/反射角度のばらつきを低減し、反射型LCD4の視角特性に起因する画面内でのコントラスト差を低減している。 Further, by the structure described above, the principal rays of each angle of the reflection type LCD4 by the refractive power of the surface S3 of the light source means power and the first optical element is a part of the lens system 2 of the LS B1 to reduce variations in incident / reflection angle, thereby reducing the contrast difference in the screen due to the viewing angle characteristic of the reflection-type LCD 4.

【0063】また、第1光学素子B1と第2光学素子B [0063] Further, the first optical element B1 second optical element B
2とを接合しているため、反射型LCD4と位置合わせする光学部材が1部品で構成されることになり、これにより各部の調整を容易にしている。 Since the joining and 2, an optical member for aligning a reflective LCD4 is to be composed of 1 part, thereby to facilitate the adjustment of each part.

【0064】また本実施形態においては面S2の一部に反射膜を形成して、反射機能を形成して、反射機能を負わせたが、面S4と接合しない非接合部に全反射する角度で光源手段LSからの光が入射するようにしてもよい。 [0064] In the present embodiment by forming a reflective film on a part of the surface S2, forming a reflecting function, but inflicted a reflection function, it is totally reflected on the non-bonded portion not bonded to the surface S4 angle in the light from the light source means LS may be incident.

【0065】このように構成すれば、設計上の制約は増えるが、反射膜形成の手間が省け、コスト削減効果が期待できる。 [0065] With this structure, although more constraints on the design, eliminates the need of the reflective film formation, cost reduction effect can be expected.

【0066】図2は、本発明の画像表示装置の実施形態2の要部概略図である。 [0066] Figure 2 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the image display apparatus of the present invention. 本実施形態と第1実施形態との差異は、第1光学素子B1を構成する2つの透過面S The difference between this embodiment and the first embodiment, two transmitting surface S constituting the first optical element B1
1,S3を1つの曲面形状で構成したこと、レンズ系2 1, S3 that was composed of a single curved shape, the lens system 2
のパワーを曲面S1に持たせレンズ系2を省略したこと、第1光学素子B1と第2光学素子B2とを偏光板5 Power that was omitted lens system 2 to have a curved surface S1, the first optical element B1 and the second optical element B2 polarizer 5
を挟んで接合したことであり、それ以外は実施形態1と同様である。 Is that joined across the otherwise is the same as the first embodiment. 図中、各構成要素は実施形態1と同符号で示している。 In the figure, each component is shown in the first embodiment with the same reference numerals.

【0067】以下、図2を用いて、本実施形態における画像表示装置の光学的作用について説明する。 [0067] Hereinafter, with reference to FIG. 2, a description will be given of an optical effect of an image display device in this embodiment.

【0068】面光源1から出た光は、偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の光束を形成する。 [0068] Light emitted from the surface light source 1, only the S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted, to form a light beam of S-polarized light.

【0069】S偏光光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、 [0069] S-polarized light beam is incident from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 on the first optical element B1,
反射面及び透過面として作用する面S2の反射膜形成部で反射され、出入射面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 It is reflected by the reflection film forming unit surface S2 acting as a reflective surface and transmitting surface, and emitted from the surface S3 for acting as output incident surface to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4. ここで、面光源1上の一点から発散する光束を構成する光線同士のなす角度が低減されて反射型LCD4に入射するように、第1光学素子B1の面S1の屈折力及び面S Here, as is reducing the angle of the rays that constitute the light beam emanating from a point on the surface light source 1 is incident on the reflective LCD 4, the refractive power of the surface S1 of the first optical element B1 and the surface S
3の屈折力が構成されている。 The refractive power of 3 is formed.

【0070】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0070] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で適宜光変調され反射される。 It is reflected as appropriate optically modulated by CD4. LCD4に基づく表示光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、 Display light beam based on LCD4 is again incident on the first optical element B1 from the surface S3,
面S2の反射膜非形成部に導かれる。 It is guided to the reflective film non-formation portions of the surface S2.

【0071】面S2と面S4の間に接合配置された偏光板5では、表示光束のうち表示光であるP偏光成分の光束のみを透過し、非表示光であるS偏光成分を吸収して、偏光板5と接合された面S4に導かれる。 [0071] In the polarizing plate 5 is joined disposed between the surface S2 and the surface S4, and transmits only a light beam of the P-polarized component is the display light of the display light beam, absorbs the S-polarized light component is a non-display light , it is guided to the surface S4 which is bonded to the polarizing plate 5. 第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から、第2光学素子B2に表示光束が入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出して観察者の瞳Eに達する。 From the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, the light flux incident on the second optical element B2, after totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface is subjected to a reflection film acts as a reflective surface is reflected by the curved surface S6, is guided to the surface S5 again, and emit a second optical element B2 from the surface S5 reaches the observer's pupil E.

【0072】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0072] As described above, the reflective LCD in viewer
4で光変調された光束に基づく画像情報の虚像を視認させている。 And by viewing a virtual image of the image information based on the light beam is optically modulated by four. このとき、観察者は、面S3,S5,S6及び面S2と偏光板5そして面S4の接合部からなる接眼光学系ISの各面の屈折力により、反射型LCD4上の画像の拡大された虚像を視認している。 In this case, the observer, by a surface S3, S5, S6 and the surface S2 and the polarizer 5 and the refractive power of each surface of the ocular optical system IS consisting junction surface S4, the enlarged image on the reflection type LCD4 You are viewing the virtual image.

【0073】本実施形態によれば、実施形態1で述べた効果に加え、第1光学素子の透過面を1つの面で構成し成形に要する金型の鏡面駒数を減らすことが出来るため、光学素子の製作が容易となる。 According to [0073] this embodiment, in addition to the effects described in Embodiment 1, since the transmission surface of the first optical element can reduce the number of optical insert mold required for molding composed of one plane, fabrication of the optical element is facilitated.

【0074】また、レンズ系2のパワーを曲面S1に持たせたこと、偏光板5を第1光学素子B1と第2光学素子B2との間に挟んで接合したことにより、HMDの組立時に位置合わせする光学部品点数が更に減少し、照明系まで含め、調整を容易にすることができる。 [0074] Further, it has to have a power of the lens system 2 on a curved surface S1, sandwiched by joined in position during assembly of the HMD between the polarizing plate 5 and the first optical element B1 and the second optical element B2 optical parts for combined decreases further, including to the illumination system, it is possible to facilitate the adjustment.

【0075】図3は、本発明の画像表示装置の実施形態3の要部概略図である。 [0075] Figure 3 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 3 of the image display apparatus of the present invention. 図中、実施形態1と同じ要素は、同じ符号で示されている。 In the figure, the same elements as Embodiment 1 are indicated by the same reference numerals. 尚、本実施形態と実施形態1との違いは、第1光学素子B1の面S3と第2光学素子B2の面S6とが同一面形状で構成されていることで、それ以外は同じである。 The difference between the present embodiment and Embodiment 1 is that the surface S3 of the first optical element B1 and the surface S6 of the second optical element B2 is composed of the same surface shape is the same except it .

【0076】ここでも、面S3,S5,S6及び面S [0076] Again, the surface S3, S5, S6 and the surface S
2,S4との接合部の一部は、反射型LCD4上に表示された画像の拡大虚像を形成する接眼光学系ISを構成している。 Some of the junction with 2, S4 constitute the ocular optical system IS for forming an enlarged virtual image of the image displayed on the reflection type LCD 4.

【0077】本実施形態では、該接眼光学系ISが観察者の視軸方向(図中Z軸方向)に薄くなるように、該接眼光学系ISを構成する各面S3,S5,S6を光路に対して偏心させた構成としている。 [0077] In this embodiment, as the ocular optical system IS is reduced to the observer's visual axis direction (in the drawing the Z-axis direction), the optical path of each surface S3, S5, S6 constituting the ocular optical system IS It has a configuration in which is decentered with respect.

【0078】特に、反射面S5,S6を偏心配置している。 [0078] In particular, it is decentered reflecting surfaces S5, S6. 中でも面S5において反射する光束に対しては、第2光学素子B2を構成する材質の屈折率をnとするとき、最終的に観察者の瞳Eに導かれる光線の面S5への入射角がarcsin(1/n)以上の角度となるように大きく偏心させている。 For inter alia the light beams reflected at the surface S5, when the refractive index of the material constituting the second optical element B2 is n, the incident angle to the surface S5 of the light guided to the final observer's pupil E is arcsin are greatly decentered so that (1 / n) or more angles.

【0079】このとき、接眼光学系ISの構成要素である曲面S3、S5,S6のうち少なくとも1面は、それぞれ図1の紙面に対して垂直な方向(x軸方向)に関してのみ対称性を有し、紙面を対称面とした非対称非球面で構成されることが収差補正上好ましい。 [0079] In this case, at least one surface of the curved surface S3, S5, S6 is a component of the ocular optical system IS is perforated only symmetry with respect to the direction (x axis direction) perpendicular to the plane of FIG. 1, respectively and, to be configured in the asymmetric aspheric paper plane of symmetry viewpoint of aberration correction.

【0080】更に、面S3,S5,S6全てがそれぞれ紙面を対称面とした非対称非球面で構成されると、収差補正が更に良好になる。 [0080] Further, the surface S3, S5, S6 all and is composed of an asymmetric aspherical surface in which the paper plane of symmetry respectively, aberration correction becomes better.

【0081】以下、図3を用いて、本実施形態における画像表示装置の光学的作用について説明する。 [0081] Hereinafter, with reference to FIG. 3, a description will be given of an optical effect of an image display device in this embodiment.

【0082】面光源1から出た光は偏光板3を通ってS [0082] The light emitted from the surface light source 1 passes through the polarizer 3 S
偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only polarized light component is transmitted, to form an illumination light beam of S-polarized light. 照明光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、反射面として作用する面S2の反射膜形成部で反射され、射出面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 Illumination light flux from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, is reflected by the reflective film forming part of the surface S2 acting as a reflective surface, the surface S3 for acting as an exit surface more injection to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0083】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0083] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で、適宜光変調され反射される。 In CD4, it is reflected as appropriate light modulation. LCD4で反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、面S2の反射膜非形成部に導かれ、面S2と接合された面S4から第2光学素子B2に入射する。 Light beam reflected by the LCD4 is again incident on the first optical element B1 from the surface S3, is led to the reflection film non-formation portions of the surface S2, coming from the surface S4 which is joined to the surface S2 to the second optical element B2.

【0084】その後、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出し、偏光板5に導かれる。 [0084] Then, after totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface, is reflected by the curved surface S6 described acts as subjected to reflection film reflecting surface is guided to the surface S5 again, the second optical element from the surface S5 B2 injecting a, it is guided to the polarizing plate 5. 偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収されて表示光束が形成される。 Polarizer 5, P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is absorbed are formed. 偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳Eに到達する。 Display light beam passing through the polarizing plate 5 to reach the observer's pupil E.

【0085】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0085] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4.

【0086】本実施形態においては、第1光学素子B1 [0086] In this embodiment, the first optical element B1
の面S3と第2光学素子B2の面S6とを同一面形状としたため、第1光学素子B1と第2光学素子B2とを接合する精度を出しやすくなるという利点も有する。 Having surface S3 of the and for the same surface shape and a surface S6 of the second optical element B2, an advantage that tends to put the accuracy of bonding the first optical element B1 and the second optical element B2.

【0087】以上の実施形態においては、第1光学素子B1の面S2で照明光を反射する箇所と反射型LCD4 [0087] In the above embodiments, locations and reflective for reflecting the illumination light in the surface S2 of the first optical element B1 LCD 4
からの反射光束を透過させ第2光学素子B2に導く箇所とが異なる構成であったが、以降の各実施形態に示すように、照明光の反射箇所と反射型LCD4からの反射光束を透過させる箇所とが重複していても良い。 Although a portion for guiding the second optical element B2 is transmitted through the light beam reflected from was different configurations, as shown in the subsequent embodiments, and transmits the reflected light beam from the reflective LCD4 the reflection point of the illumination light place and may be duplicated.

【0088】図4は、本発明の画像表示装置の実施形態4の要部概略図である。 [0088] Figure 4 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the image display apparatus of the present invention. 図中、1は面光源、2はレンズ系、3は偏光板であり、これらの各要素1,2及び3は光源手段の一要素を構成している。 In the figure, 1 is a surface light source, 2 is a lens system, 3 is a polarizing plate, each of these elements 1, 2 and 3 constitutes an element of the light source means. B1は第1光学素子であり、透過面S1,ハーフミラー面S2,透過面S3 B1 is the first optical element, transmitting surface S1, the half mirror surface S2, transmission surface S3
の3面を有している。 It has on three sides of. 4は反射型の液晶表示装置(LC 4 reflective liquid crystal display device (LC
D)である。 A D). B2は第2光学素子であり、透過面S4、 B2 is a second optical element, transmitting surface S4,
反射面及び透過面として作用する曲面S5、反射曲面S Curved S5, acts as a reflecting surface and transmission surface, the reflection surface S
6を有している。 It has a 6. 第1光学素子B1と第2光学素子B2 The first optical element B1 and the second optical element B2
は、ハーフミラー面S2の大部分と面S4の大部分とで接合されている。 It is joined with the majority and the majority of the surface S4 of the half mirror surface S2. 5は偏光板であり、偏光板3と偏光軸が略直交するように配置されている。 5 is a polarizing plate, the polarizing plate 3 and the polarization axis is disposed so as to be substantially orthogonal.

【0089】ここで、面S3,S5,S6及び面S2, [0089] Here, the surface S3, S5, S6 and the surface S2,
S4の接合部は、反射型LCD4上に表示された画像の拡大虚像を形成する接眼光学系ISを構成している。 Junction S4 constitute the ocular optical system IS for forming an enlarged virtual image of the image displayed on the reflection type LCD 4.

【0090】本実施形態では、該接眼光学系ISが観察者の視軸方向(図中Z軸方向)に薄くなるように、該接眼光学系ISを構成する各面を光路に対して偏心させた構成としている。 [0090] In this embodiment, as the ocular optical system IS is reduced to the observer's visual axis direction (in the drawing the Z-axis direction), is eccentrically each surface constituting the ocular optical system IS with respect to the optical path has a configuration was.

【0091】特に、反射面S5,S6を偏心配置している。 [0091] In particular, it is decentered reflecting surfaces S5, S6. 中でも面S5において反射する光束に対しては、第2光学素子B2を構成する材質の屈折率をnとするとき、最終的に観察者の瞳Eに導かれる光線の面S5への入射角がarcsin(1/n)以上の角度となるように大きく偏心させている。 For inter alia the light beams reflected at the surface S5, when the refractive index of the material constituting the second optical element B2 is n, the incident angle to the surface S5 of the light guided to the final observer's pupil E is arcsin are greatly decentered so that (1 / n) or more angles.

【0092】このとき、接眼光学系ISの構成要素である曲面S3、S5,S6のうち少なくとも1面は、それぞれ図1の紙面に対して垂直な方向(x軸方向)に関してのみ対称性を有し、紙面を対称面とした非対称非球面で構成されることが収差補正上好ましい。 [0092] In this case, at least one surface of the curved surface S3, S5, S6 is a component of the ocular optical system IS is perforated only symmetry with respect to the direction (x axis direction) perpendicular to the plane of FIG. 1, respectively and, to be configured in the asymmetric aspheric paper plane of symmetry viewpoint of aberration correction.

【0093】更に、面S3,S5,S6全てがそれぞれ紙面を対称面とした非対称非球面で構成されると、収差補正が更に良好になる。 [0093] Further, the surface S3, S5, S6 all and is composed of an asymmetric aspherical surface in which the paper plane of symmetry respectively, aberration correction becomes better.

【0094】以下、図4を用いて、本実施形態の画像表示装置における光学的作用について説明する。 [0094] Hereinafter, with reference to FIG. 4, a description will be given of an optical effect in the image display apparatus of this embodiment.

【0095】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0095] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted to form illumination beams S-polarized light. 照明光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、ハーフミラーとして作用する面S2で一部が反射、一部が透過する。 Illumination light flux from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, partially in surface S2 acting as a half mirror reflection, partially transmitted. 面S2で反射された光束は、射出面及び入射面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 The light beam reflected by the surface S2 is emitted from the surface S3 for acting as an exit surface and an incident surface to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0096】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0096] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で、適宜光変調され反射される。 In CD4, it is reflected as appropriate light modulation. LCD4で反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、ハーフミラー面S2に導かれ、一部が透過し、一部が反射される。 Light beam reflected by the LCD4 is incident on the first optical element B1 again from the surface S3, is led to the half mirror surface S2, part is transmitted, part of it is reflected.

【0097】表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6 [0097] After the display light beam that enters from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, and totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflective surface, the reflective film curved acting as decorated with reflecting surface S6
で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出して偏光板5に入射する。 In is reflected is guided to the surface S5 again, and emit a second optical element B2 from the surface S5 is incident on the polarizing plate 5.

【0098】偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収されて表示光束が形成される。 [0098] polarizing plate 5 in the P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is absorbed are formed. 偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳Eに到達する。 Display light beam passing through the polarizing plate 5 to reach the observer's pupil E. また、観察者の瞳Eの直前に偏光板5を配置しているため、ハーフミラーS2を透過したS偏光の照明光束中の瞳Eに向かう光は偏光板5で吸収され、不要光の発生を防いでいる。 Further, since the arranged polarizer 5 just before the observer's pupil E, light directed to the pupil E of the illumination light flux S-polarized light transmitted through the half mirror S2 is absorbed by the polarizer 5, the generation of unnecessary light It is prevented.

【0099】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0099] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4.

【0100】本実施形態においては、面S2をハーフミラーとして照明光の反射箇所と反射型LCDからの反射光を透過させる箇所を重複させることにより、反射型L [0100] In this embodiment, by overlapping a portion that transmits the reflected light from the reflective LCD and the reflection point of the illumination light surface S2 as a half mirror, a reflection type L
CDの表示面と各画角の主光線とのなす角度を垂直に近い状態にしている。 The angle between the principal ray of the display surface and the angle of view of the CD are the nearly vertical state. このため、視角特性変化の激しい反射型LCDを使用した場合にも画面全体で高いコントラストの画像が得られるという利点を有する。 Therefore, with the advantage that vigorous reflective even when using an LCD with high contrast in the whole screen image of the viewing angle characteristic change can be obtained.

【0101】尚、面S2をハーフミラーとする代わりに、面S2と接合する面S4をハーフミラーとしても同様の作用・効果が得られる。 [0102] Instead of the surface S2 and the half mirror is obtained same effects also surface S4 to be bonded to the surface S2 as a half mirror. これは後述の実施形態においても同様である。 This also applies to embodiments described later.

【0102】また,図5の本実施形態5に示すように面S2を偏光ビームスプリッター面(PBS)として作用する膜を形成することで検光子として作用する偏光板5 [0102] The polarizing plate 5 which acts as an analyzer by forming a film which acts a surface S2 as shown in the embodiment 5 of FIG. 5 as a polarizing beam splitter surface (PBS)
を省略することも可能である。 It is also possible to omit the. この場合にも,接合面である面S4にPBS作用を持たせても同様に構成することができる。 Also in this case, the surface S4 is a joint surface can be configured similarly be provided with the PBS action.

【0103】また、図4の実施形態4の構成においても、複数のユニットを全て接合することで組立調整の簡略化を図ることが可能である。 [0103] Further, in the configuration of the embodiment 4 of FIG. 4, it is possible to simplify the assembling adjustment by joining all of the plurality of units.

【0104】図6は本発明の第6の実施形態の要部概略図である。 [0104] FIG. 6 is a schematic view of a main portion of a sixth embodiment of the present invention. 図6では光源手段LSの一要素を構成していたレンズ系2と偏光板3を第1光学素子B1と接合し、 The lens system 2 and the polarizing plate 3 which has an element of the light source means LS 6 bonded to the first optical element B1,
第1光学素子B1の面S2と第2光学素子B2の面S4 First the surface S2 of the optical element B1 surface S4 of the second optical element B2
との間に偏光板5を挟んで接合した構成より成り、それ以外は図4の実施形態4と同様である。 Consists structure joined across the polarizer 5 between, otherwise the same as in Embodiment 4 of Fig.

【0105】以下、図6を用いて本実施形態における光学作用を説明する。 [0105] Hereinafter, explaining the optical action of the present embodiment with reference to FIG.

【0106】面光源1から出た光は、レンズ系2によって面光源1上の点から発散される光束の発散度合いが弱められて、レンズ系2と第1光学素子B1とに挟まれて接合された偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の光束を形成する。 [0106] Light emitted from the surface light source 1, the lens system 2 is weakened divergence degree of the light flux emanating from a point on the surface light source 1 by the junction sandwiched between the lens system 2 and the first optical element B1 only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3, which is is transmitted, to form a light beam of S-polarized light.

【0107】S偏光光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、 [0107] S-polarized light beam is incident from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 on the first optical element B1,
ハーフミラーとして作用する面S2で一部が反射、一部が透過する。 Some in surface S2 acting as a half mirror reflection, partially transmitted. 透過したS偏光光束は偏光板5で吸収され,反射したS偏光光束は射出面及び入射面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 The transmitted S-polarized light beam is absorbed by the polarizer 5, the reflected S polarized is emitted from the surface S3 for acting as an exit surface and an incident surface to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0108】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0108] illuminating light beam, a reflection type on the basis of the image information L
CD4で適宜光変調され反射される。 It is reflected as appropriate optically modulated by CD4. 表示光束は面S3 Display light flux surface S3
より再び第1光学素子B1に入射し、ハーフミラーとして作用する面S2に導かれ一部が反射、一部が透過する。 More again incident on the first optical element B1, a part led to the surface S2 acting as a half mirror is reflected, part is transmitted. 反射された光は面光源1の方に戻り,透過した表示光束のうち,面S2と面S4の間に接合配置された偏光板5によって非表示光であるS偏光成分は吸収され、表示光であるP偏光成分の光束のみが透過し、偏光板5と接合された面S4に導かれる。 The reflected light returns toward the surface light source 1, of the transmitted light flux, S-polarized light component is a non-display light by the polarizing plate 5 joined disposed between the surface S2 and the surface S4 are absorbed, display light only light flux of P-polarized light component is transmitted is guided to the surface S4 which is bonded to the polarizing plate 5.

【0109】第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から、第2光学素子B2に表示光束が入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出して観察者の瞳Eに達する。 [0109] From the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, the light flux incident on the second optical element B2, after totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface, the reflecting surface is subjected to a reflecting film It is reflected by the curved surface S6 described acts as a guided to the surface S5 again, and emit a second optical element B2 from the surface S5 reaches the observer's pupil E.

【0110】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0110] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4. このとき、観察者は、面S3,S5,S6及び面S2,偏光板5,S4の接合部からなる接眼光学系ISの各面の屈折力により、反射型LCD4上に基づく画像が拡大された虚像を視認している。 In this case, the observer, the surface S3, S5, S6 and the surface S2, the refractive power of each surface of the ocular optical system IS consisting junction of the polarizing plate 5, S4, the image is enlarged based on the reflection type LCD4 You are viewing the virtual image.

【0111】このように構成することで、HMDの組立時に位置合わせする光学部品点数を更に減らし、光源手段LSの一部まで含めて調整を容易にしている。 [0111] With this configuration, further reducing the number of optical parts to align during assembly of the HMD, to facilitate the adjustment including up part of the light source means LS.

【0112】また、照明光の反射箇所と反射型LCD4 [0112] In addition, the reflection and the reflection point of the illumination light type LCD4
からの反射光束を透過させる箇所とが重複した構成においても、第1光学素子の1つの面と第2光学素子の1つの面とを同一面形状で構成し、接合精度を出しやすくすることが可能である。 In the structure and position to transmit it is duplicated reflected light beam from, that the one face of the one surface and a second optical element of the first optical element constituted by the same plane shape, to facilitate out the bonding precision possible it is.

【0113】図7は、本発明の画像表示装置の実施形態7の要部概略図である。 [0113] Figure 7 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 7 of the image display apparatus of the present invention. 図中、第1光学素子の面S1と第2光学素子の面S5とが同一面形状であり、第1光学素子B1の面S2はハーフミラーである。 In the figure, the surface S1 of the first optical element are identical surface shape and surface S5 of the second optical element, the surface S2 of the first optical element B1 is a half mirror. それ以外の符号は前記の実施形態と同様である。 The other reference numerals are the same as in the embodiment.

【0114】以下、図7を用いて、本実施形態における光学的作用について説明する。 [0114] Hereinafter, with reference to FIG. 7, described optical action of the present embodiment.

【0115】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0115] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted to form illumination beams S-polarized light. 照明光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、ハーフミラーとして作用する面S2で一部が反射、一部が透過する。 Illumination light flux from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, partially in surface S2 acting as a half mirror reflection, partially transmitted. 面S2で反射された光束は、射出面及び入射面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 The light beam reflected by the surface S2 is emitted from the surface S3 for acting as an exit surface and an incident surface to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0116】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0116] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で、適宜光変調され、反射される。 In CD4, as appropriate light modulated and reflected. 反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、ハーフミラー面S2に導かれ、一部が透過し、一部が反射される。 The reflected light beam is again incident on the first optical element B1 from the surface S3, is led to the half mirror surface S2, part is transmitted, part of it is reflected.

【0117】表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6 [0117] After the display light beam that enters from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, and totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflective surface, the reflective film curved acting as decorated with reflecting surface S6
で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B2を射出して偏光板5に入射する。 In is reflected is guided to the surface S5 again, and emit a second optical element B2 from the surface S5 is incident on the polarizing plate 5.

【0118】偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収されて表示光束が形成される。 [0118] polarizing plate 5 in the P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is absorbed are formed. 偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳Eに到達する。 Display light beam passing through the polarizing plate 5 to reach the observer's pupil E. また、観察者の瞳Eの直前に偏光板5を配置しているため、ハーフミラーを透過したS偏光の照明光束中の瞳Eに向かう光は偏光板5で吸収され、不要光の発生を防いでいる。 Further, since the arranged polarizer 5 just before the observer's pupil E, light directed to the pupil E of the illumination light flux S-polarized light transmitted through the half mirror is absorbed by the polarizer 5, the generation of unnecessary light It is prevented.

【0119】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0119] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4.

【0120】本実施形態においては、第1光学素子B1 [0120] In this embodiment, the first optical element B1
の面S1と第2光学素子B2の面S5とを同一面形状としたため、第1光学素子B1と第2光学素子B2とを接合する精度を出しやすくなるという利点も有する。 Having the surface S1 of the order was the same surface shape and a surface S5 of the second optical element B2, an advantage that tends to put the accuracy of bonding the first optical element B1 and the second optical element B2.

【0121】また、接合面をハーフミラーでなく、偏光ビームスプリッタ(PBS)とすることも可能である。 [0121] Also, the bonding surface instead of a half mirror, it is possible to a polarizing beam splitter (PBS).

【0122】図8は、本発明の画像表示装置の実施形態8の要部概略図である。 [0122] Figure 8 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 8 of the image display apparatus of the present invention. 図中、第1光学素子の面S1と第2光学素子の面S5とが同一面形状であり、第1光学素子B1の面S2は偏光ビームスプリッター(PBS) In the figure, the surface S1 of the first optical element are identical surface shape and the surface S5 of the second optical element, a surface S2 of the first optical element B1 is a polarizing beam splitter (PBS)
である。 It is. それ以外の符号は前記の実施形態と同様である。 The other reference numerals are the same as in the embodiment.

【0123】以下、図8を用いて、本実施形態の画像表示装置における光学的作用について説明する。 [0123] Hereinafter, with reference to FIG. 8, a description will be given of an optical effect in the image display apparatus of this embodiment.

【0124】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0124] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted to form illumination beams S-polarized light. 第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、PBS From the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, PBS
として作用する面S2に導かれる。 It is guided to the surface S2 acting as. S偏光である照明光束は面S2で全て反射される。 Illuminating light beam is S-polarized light is all reflected in terms S2. 面S2で反射されたS偏光成分の光束は、射出面及び入射面として作用する面S Light flux of S-polarized light component reflected by the surface S2 is a surface S which acts as an exit surface and an incident surface
3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 3 is injected from, for forming an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0125】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0125] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で適宜光変調され反射される。 It is reflected as appropriate optically modulated by CD4. 反射光束は面S3 The reflected light beam surface S3
より再び第1光学素子B1に入射し、PBS面S2に導かれ、P偏光成分のみが透過し、S偏光成分が反射されて表示光束が形成される。 More again incident on the first optical element B1, is guided to the PBS surface S2, only the P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is reflected is formed. 表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S Display light beam after entering from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, and totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface is subjected to a reflecting film is reflected by the curved surface S6 which acts as a reflective surface, it is guided to the surface S5 again, the surface S
5より第2光学素子B2を射出して観察者の瞳Eに達する。 5 from the second optical element B2 reaches the exit to the viewer's pupil E.

【0126】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0126] As described above, the reflective LCD in viewer
4で表示した画像情報の虚像を視認させている。 It is made to view the virtual image of the displayed image information 4.

【0127】本実施形態によれば、面S2をPBSとしたため、実施形態6に対して光利用効率が高まる。 According to [0127] this embodiment, since the surface S2 was PBS, light use efficiency is increased with respect to the sixth embodiment. また、検光子として作用する偏光板5が不要になる。 Further, the polarizing plate 5, which acts as an analyzer become unnecessary.

【0128】また、偏光子として作用する偏光板3を省くことも可能である。 [0128] It is also possible to omit the polarization plate 3 which acts as a polarizer.

【0129】図9は、本発明の画像表示装置の実施形態9の要部概略図である。 [0129] Figure 9 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 9 of the image display apparatus of the present invention. 本実施形態と実施形態8との違いは、第2光学素子B2の反射面S6の一部を反射膜非形成部とした点であり、図中の符号、その他の構成は前述の実施形態7と同じである。 The difference between this embodiment and the embodiment 8, a portion of the reflecting surface S6 in the second optical element B2 is the point that the reflective film non-formation portions, the embodiment of the code in the figure, the other configuration above 7 is the same as that.

【0130】以下、図9を用いて、本実施形態の画像表示装置における光学的作用について説明する。 [0130] Hereinafter, with reference to FIG. 9, a description will be given of an optical effect in the image display apparatus of this embodiment.

【0131】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0131] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、PBSとして作用する面S2 From the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, acts as a PBS surface S2
でS偏光成分のみが反射され、P偏光成分は透過する。 In only the S-polarized light component is reflected, P-polarized light component is transmitted.
このとき、透過したP偏光成分の光が、面S4より第2 At this time, the light of the transmitted P-polarized light component, from the surface S4 second
光学素子に入射した後、第2光学素子B2の反射面S6 After entering the optical element, the reflective surface S6 in the second optical element B2
の反射膜非形成部より外部に出るように面S2への入射角が設定されており、不要光が瞳Eに導かれないように構成されている。 Reflective film incidence angle is set to the surface S2 to exit to the outside from the non-forming portion is configured to unnecessary light is not guided to the pupil E. 面S2で反射されたS偏光成分の光束は、射出面及び入射面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 Light flux of S-polarized light component reflected by the surface S2 is emitted from the surface S3 for acting as an exit surface and an incident surface to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0132】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0132] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で適宜光変調され反射される。 It is reflected as appropriate optically modulated by CD4. 反射光束は面S3 The reflected light beam surface S3
より再び第1光学素子B1に入射し、PBS面S2に導かれ、P偏光成分のみが透過し、S偏光成分が反射されて表示光束が形成される。 More again incident on the first optical element B1, is guided to the PBS surface S2, only the P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is reflected is formed. 表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S Display light beam after entering from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, and totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface is subjected to a reflecting film is reflected by the curved surface S6 described acts as a reflecting surface, it is guided to the surface S5 again, the surface S
5より第2光学素子B2を射出して観察者の瞳Eに達する。 5 from the second optical element B2 reaches the exit to the viewer's pupil E. 以上のようにして、観察者に反射型LCD4で表示した画像情報の虚像を視認させている。 As described above, thereby visually recognize the virtual image of the image information displayed by the reflective LCD4 the observer.

【0133】本実施形態によれば、照明光束の偏光を揃えるための偏光子が不要になる。 According to [0133] this embodiment, the polarizer for aligning the polarization of the illumination light beam is not required. また、実施形態7のようにハーフミラー構成の場合も、同様に不要光が瞳Eに導かれないように面S2への照明光入射角を設定することで、偏光板3または偏光板5の一方を不要とすることが可能である。 Also, when the half mirror configuration as in the embodiment 7, similarly unwanted light by setting the illumination light incident angle to the surface S2 so as not guided to the pupil E, the polarizing plate 3 or the polarizer 5 it is possible to either the unnecessary.

【0134】また、レンズ系2等のように、面光源上の一点から発散し反射型の画像表示素子に入射する光束に対して光線同士のなす入射の角度のばらつきを低減させるための機能を、第1光学素子と第2光学素子との接合面に持たせることも可能である。 [0134] Further, as such a lens system 2, a function for reducing the angular variation of the eggplant incident beam between the light flux incident on the image display device of the reflection type diverge from a point on the surface light source , it is possible to provide a bonding surface between the first optical element and the second optical element.

【0135】図10は、本発明の画像表示装置の実施形態10の要部概略図である。 [0135] Figure 10 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 10 of the image display apparatus of the present invention. 本実施形態は図7の実施形態7の構成に対して、第1光学素子B1の反射面S2及びそれと接合される第2光学素子B2の面S4とを曲面とし、レンズ系2を省いた点であり、図中の符号、その他の構成は前述の実施形態6と同じである。 This embodiment the configuration of the embodiment 7 of Fig. 7 that, a surface S4 of the second optical element B2 is reflected surface S2 and the bonding to that of the first optical element B1 is a curved surface, it was omitted lens system 2 , and the reference numerals in the figure, the other configuration is the same as embodiment 6 above.

【0136】以下、図10を用いて、本実施形態の画像表示装置における光学的作用について説明する。 [0136] Hereinafter, with reference to FIG. 10, a description will be given of an optical effect in the image display apparatus of this embodiment.

【0137】面光源1から出た光は偏光板3を通ってS [0137] The light emitted from the surface light source 1 passes through the polarizer 3 S
偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only polarized light component is transmitted, to form an illumination light beam of S-polarized light. 照明光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、ハーフミラーとして作用する面S2で一部が反射、一部が透過する。 Illumination light flux from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, partially in surface S2 acting as a half mirror reflection, partially transmitted. 面S2で反射された光束は、射出面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4を照明する照明光束を形成する。 The light beam reflected by the surface S2 is emitted from the surface S3 which acts as an exit surface, to form an illumination light beam for illuminating a reflection type LCD 4.

【0138】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0138] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で、適宜光変調され、反射される。 In CD4, as appropriate light modulated and reflected. 反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、ハーフミラー面S2に導かれ、一部が透過し、一部が反射される。 The reflected light beam is again incident on the first optical element B1 from the surface S3, is led to the half mirror surface S2, part is transmitted, part of it is reflected. 表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射面として作用する曲面S5で全反射した後、 After the display light beam that enters from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, and totally reflected by the curved surface S5 for acting as a reflecting surface,
反射膜を施され反射面として作用する曲面S6で反射されて、再度面S5に導かれ、面S5より第2光学素子B Subjected to reflection film is reflected by the curved surface S6 described acts as a reflecting surface, is guided to the surface S5 again, the second optical element from the surface S5 B
2を射出して偏光板5に入射する。 2 injection to the incident on the polarizing plate 5. 偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収されて表示光束が形成される。 Polarizer 5, P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is absorbed are formed. 偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳Eに到達する。 Display light beam passing through the polarizing plate 5 to reach the observer's pupil E.

【0139】また、観察者の瞳Eの直前に偏光板5を配置しているため、ハーフミラーS2を透過したS偏光の照明光束中の瞳Eに向かう光は偏光板5で吸収され、不要光の発生を防いでいる。 [0139] Further, since the arranged polarizing plate 5 just before the observer's pupil E, light directed to the pupil E of the illumination light flux S-polarized light transmitted through the half mirror S2 is absorbed by the polarizer 5, unnecessary thereby preventing the occurrence of light.

【0140】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0140] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4.

【0141】本実施形態によれば、面光源上の一点から発散し反射型の画像表示素子に入射する光束に対して光線同士のなす角度を低減させるパワーを第1光学素子と第2光学素子との接合面に持たせることで、レンズ系2 According to [0141] this embodiment, the power to reduce the angle of the light beam between the light flux incident on the image display device of the diverging reflective from one point on the surface light source first optical element and the second optical element be provided at the interface between the in the lens system 2
を省き、部品点数削減を図ることが出来る。 The omitted, it is possible to achieve a reduction in the number of components.

【0142】上述した実施形態は全て第2光学素子として、第1光学素子と接合する透過面S4、全反射面及び透過面として作用する面S5、反射膜を施された面S6 [0142] As all of the embodiments described above second optical element, transmitting surface S4 for bonding the first optical element, the surface S5 which acts as a total reflection surface and the transmission surface, the surface S6 which has been subjected to the reflection film
の3つの面が同一材質を挟んで配置された構成であったが、本発明はこの構成に限定されるものではない。 Three surfaces of but were arranged configured to sandwich the same material, the present invention is not limited to this configuration.

【0143】図11は、本発明の画像表示装置の実施形態11の要部概略図である。 [0143] Figure 11 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 11 of the image display apparatus of the present invention.

【0144】図中、1は面光源、2はレンズ系、3は偏光板であり、各要素1,2及び3は光源手段LSの一要素を構成している。 [0144] In the figure, 1 is a surface light source, 2 is a lens system, 3 is a polarizing plate, the elements 1, 2 and 3 constitutes an element of the light source means LS. B1は第1光学素子であり、透過面S1,ハーフミラー面S2,透過面S3の3つの光学面を有している。 B1 is the first optical element, transmitting surface S1, the half mirror surface S2, has three optical surfaces of the transmitting surface S3. 4は反射型の液晶表示装置(LCD)である。 4 is a reflection type liquid crystal display device (LCD).

【0145】B2は第2光学素子であり、透過面S4、 [0145] B2 is a second optical element, transmitting surface S4,
反射面として作用する曲面S15、全反射面として作用する曲面S16、反射面として作用する曲面S17、透過面S18を有している。 Curved S15 described acts as a reflecting surface, a curved surface S16 acts as a total reflection surface, a curved surface S17, which acts as a reflecting surface, and a transmissive surface S18. 第1光学素子B1と第2光学素子B2は、ハーフミラー面S2と面S4とで接合されている。 A first optical element B1 second optical element B2 is joined with a half mirror surface S2 and the surface S4. 5は偏光板であり、偏光板3と偏光軸が略直交するように配置している。 5 is a polarizing plate, the polarizing plate 3 and the polarization axis is arranged so as to be substantially orthogonal.

【0146】ここで、第1光学素子B1並びに第2光学素子B2はそれぞれ同一材質で構成されたプリズム形状であり、プリズム表面を構成する光学面S1,S2,S [0146] Here, the first optical element B1 and the second optical element B2 is a prism shape which is made of the same material, respectively, the optical surface S1 constituting the prism surface, S2, S
3及び面S4,S15,S16,S17,S18はそれぞれ面光源1と反射型LCD4と設計上の瞳を通る光路に対して偏心して配置されている。 3 and the surface S4, S15, S16, S17, S18 are arranged eccentrically with respect to the optical path through the respective surface light source 1 and the reflective LCD4 the pupil of the design.

【0147】このとき、第1光学素子B1を構成する面S3、第2光学素子B2を構成する面S15,S16, [0147] At this time, the surface S3 for forming the first optical element B1, the surface S15, S16 constituting the second optical element B2,
S17,S18のうち少なくとも1面は、それぞれ図1 S17, at least one surface of the S18, respectively Figure 1
1の紙面に対して垂直な方向(x軸方向)に関してのみ対称性を有し、紙面を対称面とした非対称非球面で構成されることが収差補正上好ましい。 Have only symmetrical with respect to the direction perpendicular (x-axis direction) with respect to 1 of the paper, to be configured in the asymmetric aspheric paper plane of symmetry viewpoint of aberration correction.

【0148】更に、上述の面より複数の面をそれぞれ紙面に対して垂直な方向(x軸方向)に関してのみ対称性を有し紙面を対称面とした非対称非球面で構成すると、 [0148] Further, when configured with an asymmetric aspherical surface in which the paper plane of symmetry has a symmetry only with respect to the direction perpendicular to the paper surface a plurality of surfaces from the surface of the above-described respective (x-axis direction),
収差補正が更に良好になり、望ましい。 Aberration correction becomes even better, desirable.

【0149】以下、図11を用いて、本実施形態の画像表示装置における光学的作用について説明する。 [0149] Hereinafter, with reference to FIG. 11, a description will be given of an optical effect in the image display apparatus of this embodiment.

【0150】面光源1から出た光はレンズ系2を通り、 [0150] Light emitted from the surface light source 1 passes through the lens system 2,
偏光板3を通ってS偏光成分のみが透過され、S偏光の照明光束を形成する。 Only S-polarized light component passes through the polarizing plate 3 is transmitted to form illumination beams S-polarized light. 照明光束は、第1光学素子B1の入射面として作用する面S1より第1光学素子B1に入射し、ハーフミラーとして作用する面S2で一部が反射、一部が透過する。 Illumination light flux from the surface S1, which acts as an entrance surface of the first optical element B1 is incident on the first optical element B1, partially in surface S2 acting as a half mirror reflection, partially transmitted. 面S2で反射された光束は、射出面として作用する面S3より射出して、反射型LCD4 The light beam reflected by the surface S2 is emitted from the surface S3 for acting as an exit surface, the reflection-type LCD4
を照明する照明光束を形成する。 Forming an illuminating light beam for illuminating a.

【0151】照明光束は、画像情報に基づいて反射型L [0151] The illumination light beam, reflective on the basis of the image information L
CD4で適宜光変調され反射される。 It is reflected as appropriate optically modulated by CD4. 反射された光束は面S3より再び第1光学素子B1に入射し、ハーフミラー面S2に導かれ、一部が透過し、一部が反射される。 The reflected light beam is again incident on the first optical element B1 from the surface S3, is led to the half mirror surface S2, part is transmitted, part of it is reflected.

【0152】表示光束は面S2と接合された第2光学素子B2の入射面として作用する面S4から第2光学素子B2に入射し、反射膜を施され反射面として作用する曲面S15で反射した後、全反射面として作用する曲面S [0152] The display light beam incident from the surface S4 which acts as an entrance surface of the second optical element B2, which is joined to the surface S2 to the second optical element B2, is subjected to the reflection film and reflected by the curved surface S15 described acts as a reflective surface after, the curved surface S which acts as a total reflection surface
16で全反射、反射膜を施され反射面として作用する曲面S17で反射し、透過面S18に導かれ、面S18より第2光学素子B2を射出して偏光板5に入射する。 Total reflection at 16, is subjected to reflection film is reflected by the curved surface S17, which acts as a reflective surface, it is guided to the transmission surface S18, and injecting a second optical element B2 from the surface S18 enters the polarizing plate 5. 偏光板5ではP偏光成分が透過し、S偏光成分が吸収されて表示光束が形成される。 Polarizer 5, P-polarized light component is transmitted, S-polarized component light flux is absorbed are formed. 偏光板5を通った表示光束は観察者の瞳Eに到達する。 Display light beam passing through the polarizing plate 5 to reach the observer's pupil E. また、観察者の瞳Eの直前に偏光板5を配置しているため、ハーフミラーを透過したS偏光の照明光束中の瞳Eに向かう光は偏光板5で吸収され、不要光の発生を防いでいる。 Further, since the arranged polarizer 5 just before the observer's pupil E, light directed to the pupil E of the illumination light flux S-polarized light transmitted through the half mirror is absorbed by the polarizer 5, the generation of unnecessary light It is prevented.

【0153】以上のようにして、観察者に反射型LCD [0153] As described above, the reflective LCD in viewer
4に基づく画像情報の虚像を視認させている。 A virtual image of the image information is allowed to visually recognize based on 4.

【0154】尚、上述した各実施形態は本発明の一例を説明するための例であり、本発明は、以下の内容の構成が適用可能である。 [0154] Incidentally, the above-described embodiments are examples for explaining an example of the present invention, the present invention is applicable configuration of the following items.

【0155】光源手段の一要素として例示した面光源は、LED等の略点光源状の発光素子や冷陰極管等の略線光源状の発光素子とレンズ又は凹面鏡等の光学系とを組み合わせ直下の拡散板を照明するタイプ、複数のLE [0155] The illustrated surface light source as an element of the light source means, directly below combines the optical system such as a substantially linear light source of a light-emitting element and the lens, or a concave mirror such as a substantially point light source of a light-emitting element and a cold cathode tube, such as an LED type for illuminating the diffuser, a plurality of LE
D等の略点光源状の発光素子を1次元配列したもの、又は冷陰極管等の略線光源状の発光素子からの光を導光板の側面より入射させるサイドライトタイプ等が使用可能である。 Those one-dimensionally arranged substantially point source-like light emitting element such as D, or a side light type or the like for the light from the substantially linear light source of a light-emitting element of the cold cathode tube is incident from the side surface of the light guide plate can be used .

【0156】反射型の画像表示素子として、反射型LC [0156] As the reflection type image display device of a reflection type LC
Dを使い、偏光した照明光束を画素毎に旋光の度合いを変えて変調を行うことを例示してきたが、反射型の画像表示素子は様々なものが適用可能である。 Use D, has been illustrated that performs modulation by changing the degree of the illumination light beam for each pixel of the optical rotation polarized, the reflection type image display device of are applicable are various.

【0157】例えば、反射型LCDとして強誘電性液晶(FLC)等の2値の変調を行う素子を使い、画像を表示するフレーム時間内を階調表現に必要な時間に分割し、ON/OFFの時間を制御して階調を出すようにしてもよい。 [0157] For example, using a device for modulating binary, such a ferroelectric liquid crystal as a reflection type LCD (FLC), divides the frame time for displaying an image on the time required for gradation representation, ON / OFF of controlling the time may be issued gradation.

【0158】TN液晶等に比べ、FLCは視角特性か良く、実施形態1〜3の様に反射型LCDに対して大きい入射角で照明を行っても比較的高いコントラストを得ることができる。 [0158] Compared to the TN liquid crystal or the like, FLC may or viewing angle characteristics, it is possible to obtain a relatively high contrast even if the illumination at a large angle of incidence with respect to the reflection-type LCD as the first to third embodiments.

【0159】また、反射型LCDとして1枚偏光板タイプのものを用いれば、照明光路と反射型LCDの光路とに互いに略直交した偏光板を配置する必要はなく、反射型LCDの表示面の直前に1枚の偏光板を配置する構成も可能であり、構成の簡素化を図ることも可能である。 [0159] Further, by using those one polarizing plate type as a reflection type LCD, there is no need to arrange the polarizing plate substantially orthogonal to the optical path of the illumination light path and the reflection-type LCD, the display surface of the reflection type LCD construction of arranging the one polarizing plate immediately before are possible, it is possible to simplify the configuration.

【0160】即ち,図12に示すように構成することも可能である。 [0160] That is, it is also possible to configure as shown in FIG. 12. 図12は本発明の実施形態12の要部概略図である。 Figure 12 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 12 of the present invention. 本実施形態は実施形態1と同じ光学系の構成に対して1枚偏光板タイプの反射型LCD4aを適用したもので,光源1から発散する光をレンズ系2により発散の度合いを弱めて面S1より第1光学素子B1に入射せしめ,面S2の反射膜形成部により反射した後,面S This embodiment obtained by applying a reflective LCD4a of one polarizing plate type for configuration of the same optical system as the embodiment 1, the light emanating from the light source 1 by the lens system 2 by weakening the degree of divergence surface S1 allowed enters the first optical element B1 than, after being reflected by the reflection film forming portion of the surface S2, a surface S
3より第1光学素子を出射してLCD4aを照明する。 3 than to emit the first optical element to illuminate the LCD4a.

【0161】LCD4aにおいて適宜光変調された光は面S3より第1光学素子B1に入射し,面S2の一部と接合された面S4より第2光学素子B2に入射し,面S [0161] appropriate light modulated light is incident from the surface S3 is the first optical element B1 in LCD4a, incident from the surface S4 which is joined with a portion of the surface S2 to the second optical element B2, the surface S
5で全反射した後,面S6で反射され,面S5を今度は透過して観察者の瞳Eに導かれて,LCD4aに基づく画像を観察させることが可能である。 5 After total reflection, is reflected by the surface S6, in turn the surface S5 is guided to the transmission to the observer's pupil E, it is possible to observe an image based on LCD4a.

【0162】また、反射型表示素子として、微少なピッチで複数のミラーを2次元的に配置したミラーアレイを利用したデジタルマイクロミラーデバイス(Digital Mi [0162] Further, as the reflection type display device, a digital micromirror device using a mirror array in which a plurality of mirrors is two-dimensionally in a minute pitch (Digital Mi
cromirror Device DMD)を用いることも可能である。 It is also possible to use cromirror Device DMD).

【0163】この場合には、照明光束を偏光させるための偏光板も検光子としての偏光板も不要となり、簡素な構成とすることができる。 [0163] In this case, the polarizing plate for polarizing the illumination light beam also becomes unnecessary polarizing plate as an analyzer can be simplified. 即ち,図13に示すように構成することも可能である。 That is, it is also possible to configure as shown in FIG. 13. 図13は本発明の実施形態1 Figure 13 is an embodiment 1 of the present invention
3の要部概略図である。 3 schematically illustrates a main part of.

【0164】本実施形態は実施形態1と同じ光学系の構成に対してDMD4bを適用したもので,実線はDMD [0164] This embodiment obtained by applying the DMD4b to the configuration of the same optical system as the embodiment 1, the solid line DMD
を構成する各微小ミラーがDMD表示面と0°の場合で本実施形態ではこれをON状態(全面白表示)としており,点線はDMDを構成する各微小ミラーが所定角度傾いた場合で本実施形態ではこれをOFF状態(全面黒表示)としてある。 Each of the micromirrors constituting the can has this in the present embodiment and the ON state (all white display) in the case of a DMD display surface and 0 °, the dotted line present in the case where each of the micromirrors constituting the DMD is inclined a predetermined angle in certain embodiments that this as an OFF state (entire black display).

【0165】以下,作用を説明する。 [0165] In the following, a description will be given of the operation. 光源1から発散する光をレンズ系2により発散の度合いを弱めて面S1より第1光学素子B1に入射せしめ,面S2の反射膜形成部により反射した後,面S3より第1光学素子を出射してDMD4bを照明する。 The light emanating from the light source 1 by the lens system 2 caused to incident on the first optical element B1 from the surface S1 weaken the degree of divergence, after being reflected by the reflection film forming portion of the surface S2, emitting a first optical element from the surface S3 to illuminate the DMD4b to.

【0166】DMD4bにおいて白表示される画素は図中の実線で示された光線のように面S3より第1光学素子B1に入射し,面S2と接合された面S4より第2光学素子B2に入射し,面S5で全反射した後,面S6で反射され,面S5を今度は透過して観察者の瞳Eに導かれる。 [0166] pixels are white display is incident on the first optical element B1 from the surface S3 as light indicated by a solid line in FIG at DMD4b, than the surface S4 which is joined to the surface S2 to the second optical element B2 incident, after totally reflected by the surface S5, is reflected by the surface S6, in turn the surface S5 is guided to the pupil E of the observer by transmission. また黒表示される画素においては,図中の点線で示された光線のようにDMD4bへの照明光の入射した方向に戻るようにDMD4bを構成する微小ミラーが傾き,面S3より第1光学素子B1に入り,面S2の反射膜形成部で反射されて面S1より射出してレンズ系2を通って光源1に戻り観察者の瞳に導かれることはない。 Also in the pixel to be black display, slope micro mirrors constituting the DMD4b to return to the incident direction of the illumination light to the DMD4b as light indicated by a dotted line in the drawing, the first optical element from the surface S3 enters B1, it is not guided to the observer's pupil to return to the light source 1 passes through the lens system 2 and emitted from the reflected surface S1 by the reflection film forming portion of the surface S2.

【0167】尚,中間調を表す画素は,その階調に応じて白表示の状態と黒表示の状態をとる時間を適宜調整されて白表示状態の間だけ瞳Eに光が導かれるようになっている。 [0167] Incidentally, as pixels representing halftone, light is directed only pupil E between white display state time to take white display state and the black display state is appropriately adjusted in accordance with the gradation going on.

【0168】以上のようにしてDMD4bに基づく画像を観察させることが可能である。 [0168] It is possible to observe an image based on DMD4b as described above. 本実施形態でも,光源1をRGB3色のLEDが順次点灯する若しくは高速点滅可能なRGB3色の蛍光管が順次点灯するようにして,各色の点灯に合わせて対応する画像をDMD4bに表示するようにすればカラー表示を行うことが可能である。 In the present embodiment, the light source 1 as fluorescent tubes RGB3 color RGB3 color LED capable sequential lighting to or faster flashing is successively illuminated, the corresponding image in accordance with the lighting of each color to be displayed in DMD4b it is possible to perform a color display if.

【0169】尚、以上の各実施形態において光源を削除し、外光(自然光)を用いるようにしても良い。 [0169] Incidentally, to remove the light source in the above embodiments, it may be used outside light (natural light).

【0170】また、以上の各実施形態の画像表示装置S [0170] In the above image display apparatus S of the embodiment
を図21に示すように観察者の左右眼用に一対設けるように構成することにより、両眼式のヘッドマウントディスプレイを構成することができる。 The by configured to provide a pair for the observer's left and right eyes, as shown in FIG. 21, it is possible to constitute a head-mounted display binocular.

【0171】又、例えば表示素子に表示する画像として両眼視差を用いれば立体視が可能な画像観察システムを構築することができる。 [0171] Also, it is possible to construct a stereoscopic vision capable image observation system by using the binocular parallax, for example, as an image to be displayed on the display device.

【0172】尚、必ずしも両眼でなく、左右どちらかの眼用に1ユニットのみ設けた単眼式HMDとしても良いことは勿論である。 [0172] Incidentally, not necessarily a binocular, left or right of one unit may also be a monocular HMD provided only for the eye it is a matter of course.

【0173】以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、透過型表示デバイスを用いた場合に対して、 [0173] As described above, according to the embodiments of the present invention, for the case of using a transmission type display device,
アイリリーフ,画角等のスペック低減を引き起こすことなく、装置全体の小型化を図り、反射型表示デバイスで表示された画像情報を良好に観察することができるヘッドマウントディスプレイに好適な画像表示装置の提供が可能になり、また画面内でのコントラストのばらつきが少なく、組立・調整の簡単な光学系構成の画像表示装置を提供することができる。 Eye relief, without causing specification reduction of angle of view, downsizing of the entire device, reflective display head mounted display in an image display device suitable for the device can be satisfactorily observed image information displayed in it is possible to provide, also less variation in the contrast in the screen, it is possible to provide an image display device of a simple optical system configuration of the assembly and adjustment.

【0174】 [0174]

【発明の効果】本発明によれば、液晶ディスプレイ等の反射型の表示手段に表示した画像情報を広い観察視野で観察する際、表示手段を照明する照明系及び表示手段からの光束を観察者の眼球に導光するための光学系、例えば屈折作用を有するプリズム体より成る光学手段等の構成を適切に設定することによって、装置全体の小型化、 According to the present invention, when observing the image information displayed on the reflection type display device such as a liquid crystal display with a wide viewing field, the observer a light beam from the illumination system and a display means for illuminating the display means ocular optical system for guiding the of, by properly setting the structure of such an optical unit consisting of a prism body having, for example, refracting action, the entire apparatus miniaturization,
特に観察者の視軸方向に対する接眼光学系部分の薄型化を図りつつ、該画像情報を広い観察視野において良好なる画質で観察することができる画像表示装置を達成することができる。 Especially while reducing the thickness of the ocular optical system portion for visual axis direction of the observer, it is possible to achieve an image display device which can be observed in good Naru quality at a wide observation field of view the image information.

【0175】この他、本発明によれば、画面内でのコントラストのばらつきが少なく、組立・調整の簡単な光学系が構成できる画像表示装置を達成することができる。 [0175] In addition, according to the present invention, it is possible variations in the contrast in the screen is small, simple optics assembly and adjustment to achieve an image display device that can be configured.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の画像表示装置の実施形態1の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 1 of an image display device of the present invention; FIG

【図2】本発明の画像表示装置の実施形態2の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the image display device of the present invention; FIG

【図3】本発明の画像表示装置の実施形態3の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 3 of the image display device of the present invention; FIG

【図4】本発明の画像表示装置の実施形態4の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the image display device of the present invention; FIG

【図5】本発明の画像表示装置の実施形態5の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 5 of the image display device of the present invention; FIG

【図6】本発明の画像表示装置の実施形態6の要部概略図 6 schematic view of the essential portions of Embodiment 6 of the image display apparatus of the present invention

【図7】本発明の画像表示装置の実施形態7の要部概略図 7 schematic view of the essential portions of Embodiment 7 of the image display apparatus of the present invention

【図8】本発明の画像表示装置の実施形態8の要部概略図 8 schematic view of the essential portions of Embodiment 8 of the image display apparatus of the present invention

【図9】本発明の画像表示装置の実施形態9の要部概略図 9 schematic view of the essential portions of Embodiment 9 of the image display apparatus of the present invention

【図10】本発明の画像表示装置の実施形態10の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 10 of FIG. 10 the image display apparatus of the present invention

【図11】本発明の画像表示装置の実施形態11の要部概略図 [Figure 11] schematic view of the essential portions of Embodiment 11 of the image display apparatus of the present invention

【図12】本発明の画像表示装置の実施形態12の要部概略図 Schematic view of the essential portions of Embodiment 12 of FIG. 12 the image display apparatus of the present invention

【図13】本発明の画像表示装置の実施形態13の要部概略図 [Figure 13] schematic view of the essential portions of Embodiment 13 of the image display apparatus of the present invention

【図14】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 14] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図15】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 15] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図16】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 16] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図17】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 17] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図18】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 18] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図19】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 19] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図20】従来の画像表示装置の要部概略図 [Figure 20] schematic view of a main portion of a conventional image display device

【図21】本発明のヘッドマウントディスプレイの要部外観図 [Figure 21] main part outline view of a head mounted display of the present invention

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・面光源 2・・・レンズ系 3・・・偏光板 4・・・反射型の液晶表示装置(LCD) 5・・・偏光板(偏光板3と偏光軸が直交) B1・・・第1光学素子 B2・・・第2光学素子 LS・・・光源手段 IS・・・接眼光学系 1 ... the surface light source 2 ... lens system 3 ... polarizing plate 4 ... reflective liquid crystal display device (LCD) 5 ... polarizer (polarizing plate 3 and the polarizing axis is perpendicular to) B1 · · - first optical element B2 · · · second optical element LS · · · light source unit IS · · · ocular optical system

フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA10 HA18 HA20 HA21 HA22 HA24 HA28 MA02 MA13 MA16 MA20 5G435 AA01 AA18 BB12 BB16 BB17 DD04 DD09 DD10 EE22 FF03 FF05 FF07 FF08 FF12 GG02 GG03 GG08 GG09 GG28 LL00 Front page of the continued F-term (reference) 2H088 EA10 HA18 HA20 HA21 HA22 HA24 HA28 MA02 MA13 MA16 MA20 5G435 AA01 AA18 BB12 BB16 BB17 DD04 DD09 DD10 EE22 FF03 FF05 FF07 FF08 FF12 GG02 GG03 GG08 GG09 GG28 LL00

Claims (21)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】反射型の表示手段、 光束を入射させる入射面、該反射型の表示手段に対向し光束を射出及び入射させる出入射面と、それ以外に少なくとも一面を有し、内部を同一材質で満たした第1光学素子、 該反射型の表示手段からの光束を入射させる入射面、該入射面から入射した光束を反射させる光路に対して偏心し且つパワーを有する複数の反射面、該複数の反射面で反射した光束を射出させ観察者の瞳に導光する射出面とを有し、内部を同一材質で満たした第2光学素子、を有し、 該第1光学素子の入射面,出入射面以外の一面の少なくとも一部と該第2光学素子の入射面の少なくとも一部とは直接又は光学部材を介して接合されており、該接合された面の少なくとも一部で光束を反射して該出入射面より射出させて該反射型の表 1. A reflective display device, the incident surface for a light beam having a left entrance surface to the exit and entrance of opposing light beam in the reflection type display device, at least one surface of the otherwise identical internal the first optical element filled with a material, the incident surface in which a light beam is incident from the reflection type display device, a plurality of reflecting surfaces having eccentric and power with respect to the optical path for reflecting the light beam incident from the incident surface, the It has an exit surface and for guiding the light beam reflected by the plurality of reflecting surfaces to the viewer's pupil is emitted, a second optical element, filled with the same material inside the incident plane of the first optical element , and at least a portion of the incident surface of the at least a portion and the second optical element on one surface other than the incident surface exits are bonded directly or through an optical member, a light beam at least a portion of the joined surface Table of reflected and is emitted from said output incident plane the reflection type 手段を照明することを特徴とする画像表示装置。 An image display device comprising illuminating means.
  2. 【請求項2】前記反射型の表示手段で反射し前記出入射面より前記第1光学素子に入射した光束が、前記接合面の接合部より第2光学素子に導かれることを特徴とする請求項1の画像表示装置。 2. A light beam incident from the left entrance surface reflected by the reflective display means to the first optical element, characterized in that it is guided to the second optical element of the junction of the joining surface according the image display device of claim 1.
  3. 【請求項3】前記接合面が、反射膜形成部と反射膜非形成部とを含み、前記出入射面並びに前記接合面以外の前記第1光学素子の面より入射した光束が該反射膜形成部により反射されて前記出入射面を射出して前記反射型の表示手段に導かれ、前記反射型の表示手段からの光束を該反射膜非形成部を通過させて前記第2光学素子に導くことを特徴とする請求項2の画像表示装置。 Wherein the bonding surface comprises a a reflection film forming unit and the reflective film non-formation portions, the light beam is the reflection film forming incident from the surface of the exit-entrance surface and the first optical element other than the joining surface the guided to the reflection type display device by injecting an incident surface out the is reflected by the section, leading to the second optical element the light beam from said reflective display means is passed through the reflective film non-formation portions the image display apparatus according to claim 2, characterized in that.
  4. 【請求項4】前記接合面が、光束を非接合部で全反射されて前記出入射面を射出して前記反射型の表示手段に導かれ、前記反射型の表示手段からの光束を該反射膜非形成部を通過させて前記第2光学素子に導くことを特徴とする請求項2の画像表示装置。 Wherein said bonding surface, said is totally reflects the light beam in the non-bonded portion to emit said output incident surface is guided to the reflection type display device, the reflected light beam from said reflective display means the image display apparatus according to claim 2 which is passed through a membrane-free portion, characterized in that leads to the second optical element.
  5. 【請求項5】前記接合面が、偏光ビームスプリッタとして作用するよう構成されたことを特徴とする請求項2の画像表示装置。 Wherein said bonding surface, the image display apparatus according to claim 2, characterized in that it is configured to act as a polarization beam splitter.
  6. 【請求項6】前記接合面が、ハーフミラーとして作用するよう構成されたことを特徴とする請求項2の画像表示装置。 Wherein said bonding surface, the image display apparatus according to claim 2, characterized in that it is configured to act as a half mirror.
  7. 【請求項7】前記第1光学素子の入射面と出入射面とが同一形状の面であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 7. The image display device of any one of claims 3-6, characterized in that the incident surface out with the incident surface of the first optical element is a surface of the same shape.
  8. 【請求項8】前記第2光学素子を構成する複数のパワーを有した反射面のうちの一面と、前記第1光学素子の入射面とが同一形状の面であることを特徴とする請求項3 8. claims, characterized in that one surface of the reflective surface having a plurality of power constituting the second optical element, the incident surface of the first optical element is a surface of the same shape 3
    〜6のいずれか1項の画像表示装置。 The image display device of any one of 6.
  9. 【請求項9】前記第2光学素子を構成する複数のパワーを有した反射面のうちの一面と、前記第1光学素子の出入射面とが同一形状の面であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 9. claims and one surface of the reflective surface having a plurality of power constituting the second optical element, the incident surface out of the first optical element is characterized in that a surface of the same shape the image display device of any one of clauses 3-6.
  10. 【請求項10】前記第1光学素子の出入射、入射面と、 10. incident out of the first optical element, the incident surface,
    前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面、射出面が、それぞれ異なる面で構成されたことを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 Said reflecting surface having a plurality of power of the second optical element, the exit surface, the image display apparatus of any one of claims 3-6, characterized in that it is composed of different surfaces.
  11. 【請求項11】前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面のうち、少なくとも1面が非回転対称面であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 11. Of the reflecting surfaces having a plurality of power of the second optical element, an image display of any one of claims 3-6, characterized in that at least one surface is a non-rotationally symmetric surface apparatus.
  12. 【請求項12】前記第2光学素子の複数のパワーを有した反射面のうち、少なくとも1面が全反射を利用していることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 12. Of the reflecting surfaces having a plurality of power of the second optical element, any one of an image according to claim 3-6, characterized in that at least one surface utilizes total reflection display device.
  13. 【請求項13】前記第2光学素子の複数の曲面反射面は第1曲面反射面と第2曲面反射面の2面を有し、前記表示手段で反射され前記第1光学素子の一部を通過した光束を前記第2光学素子の入射面より入射させ、該第1曲面反射面で全反射させ、第2曲面反射面で反射させた後に射出面より射出させて観察者に導光していることを特徴とする請求項11又は12の画像表示装置。 13. plurality of curved reflecting surfaces of the second optical element has a second surface of the first curved reflecting surface and the second curved reflecting surface, a portion of which is reflected by the display means the first optical element the light beam passed through is incident from the incident surface of the second optical element, is totally reflected by the first curved reflecting surface, and guided to the observer is emitted from the light emission face after is reflected by the second curved reflecting surface the image display apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that there.
  14. 【請求項14】前記第2光学素子の複数の曲面反射面は第1曲面反射面と第2曲面反射面と第3曲面反射面の3 14. 3 of the plurality of curved reflecting surfaces is first curved reflecting surface and the second curved reflecting surface and the third curved reflecting surface of the second optical element
    面を有し、前記表示手段からの光束を前記第2光学素子の入射面より入射させ、第1曲面反射面で反射させ、第2曲面反射面で全反射させ、第3曲面反射面で反射させた後に射出面より射出させて観察者に導光していることを特徴とする請求項11又は12の画像表示装置。 Has a surface, the light beam from the display means is incident from the incident surface of the second optical element, is reflected by the first curved reflecting surface, it is totally reflected by the second curved reflecting surfaces, reflected by the third curved reflecting surface the image display apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that it is guided to the observer is emitted from the light emission face after allowed to.
  15. 【請求項15】前記第1光学素子の入射面に入射させる光束に指向性を持たせるための光学系を有していることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 15. The image display according to any one of claims 3-6, characterized in that it comprises an optical system for giving directivity to light beams to be incident on the incident surface of the first optical element apparatus.
  16. 【請求項16】直線偏光した光束を前記第1光学素子に入射させるための偏光手段を有することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 16. An image display apparatus of any one of claims 3-6, characterized in that it comprises a polarizing means for applying light beam which is linearly polarized in the first optical element.
  17. 【請求項17】前記第1光学素子の入射面に入射させる光束に指向性を持たせるための光学系と、直線偏光した光束を前記第1光学素子に入射させるための偏光手段を有し、該光学系及び偏光手段の少なくとも一方と,該第1光学素子とが接合されていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項の画像表示装置。 17. has a polarizing means for entering an optical system for giving directivity to light beams to be incident on the incident surface of the first optical element, the light beam which is linearly polarized in the first optical element, At least one and, the image display apparatus of any one of claims 3 to 6 and the first optical element is characterized in that it is joined to the optical system and polarization means.
  18. 【請求項18】前記第2光学素子の複数の曲面反射面のうち少なくとも一面が全反射を利用していることを特徴とする請求項2の画像表示装置。 18. The image display apparatus according to claim 2, characterized in that at least one surface is utilizing total reflection of the plurality of curved reflecting surfaces of the second optical element.
  19. 【請求項19】光束を入射させる入射面S1と該入射面S1からの光束を反射及び透過させる機能を有した面S 19. The surface having the function of reflecting and transmitting the light beam from the incident surface S1 and the incident surface S1 in which a light beam is incident S
    2に導光し、該面S2で反射した光束を射出させる射出面S3とを有した第1光学素子を用いて、該第1射出面に対向配置した表示素子を照明し、該表示素子からの光束のうち、該射出面S3より入射し、該面S2の少なくも一部分と直接又は光学部材を介して少なくとも一部分が接合された入射面S4から光束を入射させ入射面S4 2 guided, with a first optical element having an exit surface S3 to emit a light beam reflected by said surface S2, it illuminates the display element opposed to the first exit surface, from the display device of the light beam, incident from the exit surface S3, least a portion directly or via an optical member is a light beam from the incident surface S4 for at least a portion is bonded incident surface of said surface S2 S4
    からの光束を反射及び透過させる機能を有した面S5に導光し、該面S5で反射した光束を反射させる反射面S And guided to the surface S5 having a function of reflecting and transmitting the light beam from the reflective surface for reflecting the light beam reflected by said surface S5 S
    6、そして該反射面S6からの光束を該面S5より射出させるようにした第2光学素子を用いて該表示素子に基づく画像を観察するようにしたことを特徴とする画像表示装置。 6, and the image display apparatus being characterized in that so as to observe an image based on the display device by using the second optical element in which the light beam from the reflective surface S6 so as to exit from said surface S5.
  20. 【請求項20】前記第1,第2光学素子はいずれも、少なくとも1つの非対称非球面を有し、内部を同一材質で満たしたプリズム体より成っていることを特徴とする請求項19の画像表示装置。 20. The method of claim 19, wherein the first, both the second optical element has at least one asymmetric aspherical image of claim 19, characterized in that it consist of prisms which fills the interior of the same material display device.
  21. 【請求項21】 請求項1から20のいずれか1項の画像表示装置を観察者の頭部又は顔面に装着可能に構成したことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 21. A head mounted display, characterized by being configured to be mounted on the observer's head or face the image display device of any one of claims 1 to 20.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012756B2 (en) 2001-11-14 2006-03-14 Canon Kabushiki Kaisha Display optical system, image display apparatus, image taking optical system, and image taking apparatus
WO2008032879A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Scalar Corporation Free curved-surface prism, and head-mounted display
CN104254800A (en) * 2012-02-06 2014-12-31 巴特尔纪念研究院 Image generation systems and image generation methods
JP2017182078A (en) * 2012-01-24 2017-10-05 アリゾナ ボード オブ リージェンツ オン ビハーフ オブ ザ ユニバーシティ オブ アリゾナ Compact eye sight tracked head-mounted display

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012756B2 (en) 2001-11-14 2006-03-14 Canon Kabushiki Kaisha Display optical system, image display apparatus, image taking optical system, and image taking apparatus
US7446943B2 (en) 2001-11-14 2008-11-04 Canon Kabushiki Kaisha Display optical system, image display apparatus, image taking optical system, and image taking apparatus
WO2008032879A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Scalar Corporation Free curved-surface prism, and head-mounted display
JP2017182078A (en) * 2012-01-24 2017-10-05 アリゾナ ボード オブ リージェンツ オン ビハーフ オブ ザ ユニバーシティ オブ アリゾナ Compact eye sight tracked head-mounted display
CN104254800A (en) * 2012-02-06 2014-12-31 巴特尔纪念研究院 Image generation systems and image generation methods
JP2015513688A (en) * 2012-02-06 2015-05-14 バッテル メモリアル インスティテュートBattelle Memorial Institute Image generation system and image generation method

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