JP2002182149A - 画像表示装置および画像表示システム - Google Patents
画像表示装置および画像表示システムInfo
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- JP2002182149A JP2002182149A JP2000380711A JP2000380711A JP2002182149A JP 2002182149 A JP2002182149 A JP 2002182149A JP 2000380711 A JP2000380711 A JP 2000380711A JP 2000380711 A JP2000380711 A JP 2000380711A JP 2002182149 A JP2002182149 A JP 2002182149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 観察プリズム以外に照明プリズム等の光学素
子を設けると、これらの相対的な位置ずれに対処するた
めの光線有効径の余裕代を大きめに見込んだ設計を行う
必要が生じ、小型化を図ることが難しく、組立性も悪く
なる。 【解決手段】 照明光源１２と、入射した照明光を反射
して画像を表示する反射型画像表示素子１１と、照明光
源からの照明光を画像表示素子に入射させる第１の光学
素子１３と、画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子１７とを有する画像表示装置に
おいて、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素
子を相対的に位置決めして一体的に保持する位置決め保
持部材１８を設ける。
子を設けると、これらの相対的な位置ずれに対処するた
めの光線有効径の余裕代を大きめに見込んだ設計を行う
必要が生じ、小型化を図ることが難しく、組立性も悪く
なる。 【解決手段】 照明光源１２と、入射した照明光を反射
して画像を表示する反射型画像表示素子１１と、照明光
源からの照明光を画像表示素子に入射させる第１の光学
素子１３と、画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子１７とを有する画像表示装置に
おいて、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素
子を相対的に位置決めして一体的に保持する位置決め保
持部材１８を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の頭部ある
いは顔面に装着されて観察者の眼前に画像を表示する画
像表示装置に関するものである。
いは顔面に装着されて観察者の眼前に画像を表示する画
像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のような画像表示装置は、ヘッドマ
ウントディスプレイ若しくは眼鏡型ディスプレイ等と称
され、テレビ・ビデオ画像等を周囲の状況から遮断さ
れ、高い没入感が得ながら鑑賞するのに用いられてお
り、特開平１１−１２５７９１号公報等において種々の
画像表示装置が提案されている。
ウントディスプレイ若しくは眼鏡型ディスプレイ等と称
され、テレビ・ビデオ画像等を周囲の状況から遮断さ
れ、高い没入感が得ながら鑑賞するのに用いられてお
り、特開平１１−１２５７９１号公報等において種々の
画像表示装置が提案されている。
【０００３】ここで、図６および図７を用いて、従来の
ヘッドマウントディスプレイについて説明する。図６
は、ヘッドマウントディスプレイ７０１の外観を示す斜
視図である。
ヘッドマウントディスプレイについて説明する。図６
は、ヘッドマウントディスプレイ７０１の外観を示す斜
視図である。
【０００４】ヘッドマウントディスプレイ７０１は観察
者の頭部あるいは顔面に装着するのに適した眼鏡型の形
状を有しており、画像を表示する本体表示部７１１と、
この本体表示部７１１を観察者の眼前に配置させるため
の耳掛けツル部７１２とを有して構成されている。本体
表示部７１１には、観察者の鼻に乗りヘッドマウントデ
ィスプレイ７０１がずり落ちないようにするための鼻当
て７１３が設けられている。
者の頭部あるいは顔面に装着するのに適した眼鏡型の形
状を有しており、画像を表示する本体表示部７１１と、
この本体表示部７１１を観察者の眼前に配置させるため
の耳掛けツル部７１２とを有して構成されている。本体
表示部７１１には、観察者の鼻に乗りヘッドマウントデ
ィスプレイ７０１がずり落ちないようにするための鼻当
て７１３が設けられている。
【０００５】また、本体表示部７１１には、左右の開口
窓７１６が形成されており、この本体表示部７１１内に
設置された画像表示素子（例えば、ＬＣＤ）に表示され
た画像を観察することができるようになっている。
窓７１６が形成されており、この本体表示部７１１内に
設置された画像表示素子（例えば、ＬＣＤ）に表示され
た画像を観察することができるようになっている。
【０００６】図７には、上記ヘッドマウントディスプレ
イ７０１を中心光軸に沿って切断した縦断面図を示して
いる。
イ７０１を中心光軸に沿って切断した縦断面図を示して
いる。
【０００７】７０２は入力された画像情報に応じて表示
動作を行い、後述する照明光源から入射した照明光を反
射することで画像を表示するＬＣＤ等の反射型画像表示
素子である。
動作を行い、後述する照明光源から入射した照明光を反
射することで画像を表示するＬＣＤ等の反射型画像表示
素子である。
【０００８】７０３は画像表示素子７０２を照明し、観
察可能に画像を表示させるための照明光源である。
察可能に画像を表示させるための照明光源である。
【０００９】７０５は、画像表示素子７０２に表示され
た画像を拡大し、この拡大画像を観察者の眼に投射する
接眼光学系を構成する観察プリズムである。
た画像を拡大し、この拡大画像を観察者の眼に投射する
接眼光学系を構成する観察プリズムである。
【００１０】このように構成されたヘッドマウントディ
スプレイ７０１において、照明光源７０３から射出され
た照明光は画像表示素子７０２に入射する。画像表示素
子７０２は入射した照明光を、入力された画像情報に応
じて変調反射し、画像光として射出する。
スプレイ７０１において、照明光源７０３から射出され
た照明光は画像表示素子７０２に入射する。画像表示素
子７０２は入射した照明光を、入力された画像情報に応
じて変調反射し、画像光として射出する。
【００１１】画像表示素子７０２から射出した画像光
は、まず観察プリズム７０５の第３の面７０８を透過
し、第１の面７０６で全反射する。第１の面７０６で反
射した画像光は、観察プリズム７０５の第２の面７０７
で再び全反射し、その後、観察プリズム７０５の第１の
面７０５を透過し、観察者の眼に画像光を導く。
は、まず観察プリズム７０５の第３の面７０８を透過
し、第１の面７０６で全反射する。第１の面７０６で反
射した画像光は、観察プリズム７０５の第２の面７０７
で再び全反射し、その後、観察プリズム７０５の第１の
面７０５を透過し、観察者の眼に画像光を導く。
【００１２】第１の面７０６は、画像光を全反射する部
分と透過する部分とを有し、全反射する部分は観察プリ
ズム７０５と空気の屈折率の差を利用して全反射条件を
満たすように設計してもよいし、全反射する範囲内のみ
に反射膜を蒸着などしてもよい。
分と透過する部分とを有し、全反射する部分は観察プリ
ズム７０５と空気の屈折率の差を利用して全反射条件を
満たすように設計してもよいし、全反射する範囲内のみ
に反射膜を蒸着などしてもよい。
【００１３】このように、画像表示素子７０２上に表示
された画像は、観察プリズム７０５によって観察者の眼
に拡大投射される。
された画像は、観察プリズム７０５によって観察者の眼
に拡大投射される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
反射型画像表示素子を用いた画像表示装置において、照
明光源からの照明光を画像表示素子に直接入射させる場
合、画像表示素子の広い範囲を照明するために照明光源
を画像表示素子から大きく離す必要があり、これにより
照明光の画像表示素子に対する入射角度が大きくなる。
そして、照明光の入射角度が大きくなると、画像表示素
子における反射効率の低下やコントラストの低下を招
き、表示画像の画質低下につながる。
反射型画像表示素子を用いた画像表示装置において、照
明光源からの照明光を画像表示素子に直接入射させる場
合、画像表示素子の広い範囲を照明するために照明光源
を画像表示素子から大きく離す必要があり、これにより
照明光の画像表示素子に対する入射角度が大きくなる。
そして、照明光の入射角度が大きくなると、画像表示素
子における反射効率の低下やコントラストの低下を招
き、表示画像の画質低下につながる。
【００１５】このため、照明光源からの照明光を反射等
を利用して画像表示素子に小さな入射角度となるように
導く照明プリズム等の光学素子を設けることが考えられ
る。
を利用して画像表示素子に小さな入射角度となるように
導く照明プリズム等の光学素子を設けることが考えられ
る。
【００１６】しかしながら、観察プリズム以外に照明プ
リズム等の光学素子を設けると、これらの相対的な位置
ずれに対処するための光線有効径の余裕代を大きめに見
込んだ設計を行う必要が生じてくる。このため、その種
の装置に求められる装置の小型化を図ることが難しいと
いう問題がある。
リズム等の光学素子を設けると、これらの相対的な位置
ずれに対処するための光線有効径の余裕代を大きめに見
込んだ設計を行う必要が生じてくる。このため、その種
の装置に求められる装置の小型化を図ることが難しいと
いう問題がある。
【００１７】また、光学素子の数が増えた上に、その配
置位置の調節が必要となってくるので、装置の組み立て
性が悪くなるという問題がある。
置位置の調節が必要となってくるので、装置の組み立て
性が悪くなるという問題がある。
【００１８】また、観察者ごとに、求める画像の視度や
画像の見える位置が異なり、観察者に合わせて観察プリ
ズムや照明プリズム等の光学素子に対する画像表示素子
の位置を調節し、画像の視度や画像の見える位置を調節
できるようにすることが必要であるが、この調節によっ
て光学性能に悪影響が生ずる可能性もある。
画像の見える位置が異なり、観察者に合わせて観察プリ
ズムや照明プリズム等の光学素子に対する画像表示素子
の位置を調節し、画像の視度や画像の見える位置を調節
できるようにすることが必要であるが、この調節によっ
て光学性能に悪影響が生ずる可能性もある。
【００１９】そこで、本発明は、反射型画像表示素子を
用いた画像表示装置において、装置の小型化および組み
立て性の向上を図り、また光学性能を損なうことなく画
像の視度や画像の表示位置を調節できるようにすること
を目的としている。
用いた画像表示装置において、装置の小型化および組み
立て性の向上を図り、また光学性能を損なうことなく画
像の視度や画像の表示位置を調節できるようにすること
を目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、照明光源と、入射した照明
光を反射して画像を表示する反射型画像表示素子と、照
明光源からの照明光を画像表示素子に入射させる第１の
光学素子と、画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子とを有する画像表示装置におい
て、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を
相対的に位置決めして一体的に保持する位置決め保持部
材を設けている。
めに、本願第１の発明では、照明光源と、入射した照明
光を反射して画像を表示する反射型画像表示素子と、照
明光源からの照明光を画像表示素子に入射させる第１の
光学素子と、画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子とを有する画像表示装置におい
て、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を
相対的に位置決めして一体的に保持する位置決め保持部
材を設けている。
【００２１】これにより、設計時に光線有効径の余裕代
を見込む必要がほとんどなくなり、ミニマムの設計がで
きるため、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
また、画像表示素子の表示面と第２の光学素子間のバッ
クフォーカスを短縮させたり第１および第２の光学素子
の位置ずれ、回転ずれを抑制したりすることが可能とな
り、光学性能の向上に有効である。しかも、組み立て時
に光学素子の位置調節の必要がないので、組立性の向上
を図ることが可能となる。
を見込む必要がほとんどなくなり、ミニマムの設計がで
きるため、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
また、画像表示素子の表示面と第２の光学素子間のバッ
クフォーカスを短縮させたり第１および第２の光学素子
の位置ずれ、回転ずれを抑制したりすることが可能とな
り、光学性能の向上に有効である。しかも、組み立て時
に光学素子の位置調節の必要がないので、組立性の向上
を図ることが可能となる。
【００２２】なお、第１の光学素子として、照明光源か
らの照明光を反射型画像表示素子に入射させるととも
に、画像表示素子からの画像光を第２の光学素子に入射
させるものを用いてもよい。これにより、第１の光学素
子内に照明光の光路と画像光の光路とを形成する（例え
ば、両光路を互いに重なるように形成する）ことがで
き、装置のより小型化を図ることが可能となる。
らの照明光を反射型画像表示素子に入射させるととも
に、画像表示素子からの画像光を第２の光学素子に入射
させるものを用いてもよい。これにより、第１の光学素
子内に照明光の光路と画像光の光路とを形成する（例え
ば、両光路を互いに重なるように形成する）ことがで
き、装置のより小型化を図ることが可能となる。
【００２３】また、画像表示素子を保持する表示素子保
持部材を設け、位置決め保持部材に、装置組み立て時に
おける表示素子保持部材の位置調節のための基準面を形
成したり、位置決め保持部材と表示素子保持部材との間
に視度調節スペーサを介在させるようにしたりしてもよ
い。
持部材を設け、位置決め保持部材に、装置組み立て時に
おける表示素子保持部材の位置調節のための基準面を形
成したり、位置決め保持部材と表示素子保持部材との間
に視度調節スペーサを介在させるようにしたりしてもよ
い。
【００２４】これにより、装置組み立て時において観察
者が見る画像の位置や画像の視度を簡単に調節すること
が可能となり、観察者に見易い観察画像を提供すること
が可能となる。
者が見る画像の位置や画像の視度を簡単に調節すること
が可能となり、観察者に見易い観察画像を提供すること
が可能となる。
【００２５】また、本願第２の発明では、照明光源と、
入射した照明光を反射して画像を表示する反射型画像表
示素子と、照明光源からの照明光を画像表示素子に入射
させる第１の光学素子と、画像表示素子からの画像光を
観察者の眼に投射する第２の光学素子とを有する画像表
示装置において、照明光源および第１の光学素子を相対
的に位置決めして一体的に保持する第１の保持部材と、
第２の光学素子を保持する第２の保持部材とを設け、第
１の保持部材および第２の保持部材に、装置組立て時に
おいて第１の保持部材を第２の保持部材に対して第１の
光学素子における照明光の画像表示素子への射出面およ
び画像表示素子の表示面に略平行な方向への位置調節を
可能とするための構造を設けている。
入射した照明光を反射して画像を表示する反射型画像表
示素子と、照明光源からの照明光を画像表示素子に入射
させる第１の光学素子と、画像表示素子からの画像光を
観察者の眼に投射する第２の光学素子とを有する画像表
示装置において、照明光源および第１の光学素子を相対
的に位置決めして一体的に保持する第１の保持部材と、
第２の光学素子を保持する第２の保持部材とを設け、第
１の保持部材および第２の保持部材に、装置組立て時に
おいて第１の保持部材を第２の保持部材に対して第１の
光学素子における照明光の画像表示素子への射出面およ
び画像表示素子の表示面に略平行な方向への位置調節を
可能とするための構造を設けている。
【００２６】これにより、第１の保持部材の第２保持部
材に対する位置調節によって光学性能に影響を及ぼさず
に視度調節を行うことが可能となる。特に、視度を連続
的に変化させることで視度の徴調節を行うこともでき、
高品位な画像の観察を行える画像表示装置を提供するこ
とが可能となる。
材に対する位置調節によって光学性能に影響を及ぼさず
に視度調節を行うことが可能となる。特に、視度を連続
的に変化させることで視度の徴調節を行うこともでき、
高品位な画像の観察を行える画像表示装置を提供するこ
とが可能となる。
【００２７】なお、第１の光学素子として、照明光源か
らの照明光を画像表示素子に入射させるとともに画像表
示素子からの画像光を第２の光学素子に入射させる射出
入射面を有するものを用いる場合には、装置組み立て時
において、第１の保持部材を、第２の保持部材に対して
第１の光学素子における上記射出入射面および画像表示
素子の表示面に略平行な方向に位置調節可能とすればよ
い。
らの照明光を画像表示素子に入射させるとともに画像表
示素子からの画像光を第２の光学素子に入射させる射出
入射面を有するものを用いる場合には、装置組み立て時
において、第１の保持部材を、第２の保持部材に対して
第１の光学素子における上記射出入射面および画像表示
素子の表示面に略平行な方向に位置調節可能とすればよ
い。
【００２８】さらに、本願第３の発明では、照明光源
と、入射した照明光を反射して画像を表示する反射型画
像表示素子と、前記照明光源からの照明光を前記画像表
示素子に入射させる第１の光学素子と、前記画像表示素
子からの画像光を観察者の眼に投射する第２の光学素子
とを有する画像表示ユニットを左右に備えた画像表示装
置において、左右の画像表示ユニットのうち一方の画像
表示ユニットにおける照明光源、第１の光学素子および
第２の光学素子を保持する部材と画像表示素子を保持す
る部材とに、装置組み立て時においてこれら保持部材を
相対的に位置決めするための構造を設け、他方の画像表
示ユニットにおける照明光源、第１の光学素子および第
２の光学素子を保持する部材に、装置組み立て時におい
て画像表示素子を保持する部材の位置調節を行うための
基準面を形成している。
と、入射した照明光を反射して画像を表示する反射型画
像表示素子と、前記照明光源からの照明光を前記画像表
示素子に入射させる第１の光学素子と、前記画像表示素
子からの画像光を観察者の眼に投射する第２の光学素子
とを有する画像表示ユニットを左右に備えた画像表示装
置において、左右の画像表示ユニットのうち一方の画像
表示ユニットにおける照明光源、第１の光学素子および
第２の光学素子を保持する部材と画像表示素子を保持す
る部材とに、装置組み立て時においてこれら保持部材を
相対的に位置決めするための構造を設け、他方の画像表
示ユニットにおける照明光源、第１の光学素子および第
２の光学素子を保持する部材に、装置組み立て時におい
て画像表示素子を保持する部材の位置調節を行うための
基準面を形成している。
【００２９】これにより、一方の画像表示ユニットにお
ける画像表示素子の位置（つまりは画像の表示光軸）を
基準として他方の画像表示ユニットにおける画像表示素
子の位置を調節することで、左右の画像表示ユニットの
表示光軸を簡単に高い精度で一致させることが可能であ
る。
ける画像表示素子の位置（つまりは画像の表示光軸）を
基準として他方の画像表示ユニットにおける画像表示素
子の位置を調節することで、左右の画像表示ユニットの
表示光軸を簡単に高い精度で一致させることが可能であ
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態であるヘッドマウントディスプレイ
（画像表示装置）の外観構成を分解して示している。
明の第１実施形態であるヘッドマウントディスプレイ
（画像表示装置）の外観構成を分解して示している。
【００３１】この図において、ヘッドマウントディスプ
レイ１は、前カバー２と、本体部３とこれら前カバー２
および本体部３内に収容される左右の画像表示ユニット
１０Ｌ，１０Ｒとを有して構成されている。
レイ１は、前カバー２と、本体部３とこれら前カバー２
および本体部３内に収容される左右の画像表示ユニット
１０Ｌ，１０Ｒとを有して構成されている。
【００３２】本体部３の左右両側には、このヘッドマウ
ントディスプレイ１を観察者の頭部ないし顔面に装着さ
せるための耳掛けツル部５ａ，５ｂがヒンジ部４ａ，４
ｂにより展開・折り畳み可能に取り付けられている。
ントディスプレイ１を観察者の頭部ないし顔面に装着さ
せるための耳掛けツル部５ａ，５ｂがヒンジ部４ａ，４
ｂにより展開・折り畳み可能に取り付けられている。
【００３３】また、本体部３には、画像表示ユニット１
０Ｌ，１０Ｒに表示された画像を観察するための接眼窓
６ａ，６ｂが形成されているとともに、このヘッドマウ
ントディスプレイ１を観察者の鼻により支持させるため
の鼻当て部７が形成されている。
０Ｌ，１０Ｒに表示された画像を観察するための接眼窓
６ａ，６ｂが形成されているとともに、このヘッドマウ
ントディスプレイ１を観察者の鼻により支持させるため
の鼻当て部７が形成されている。
【００３４】次に、画像表示ユニット１０Ｌ，１０Ｒの
構成について図２を併せ持ちいて説明する。図２は、画
像表示ユニットを光軸に垂直な面で切断した縦断面を示
している。
構成について図２を併せ持ちいて説明する。図２は、画
像表示ユニットを光軸に垂直な面で切断した縦断面を示
している。
【００３５】１１は反射型画像表示素子であり、本実施
形態では、液晶表示素子（ＬＣＤ）を用いている。この
反射型ＬＣＤ１１は、テレビ、ビデオ、パーソナルコン
ピュータおよびＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置から
画像情報が供給された不図示の駆動回路によって、その
供給画像情報に対応した画像を表示するよう駆動され
る。そして、後述する照明光源からの照明光が入射する
と、この照明光を変調反射することで観察可能な画像を
表示する。
形態では、液晶表示素子（ＬＣＤ）を用いている。この
反射型ＬＣＤ１１は、テレビ、ビデオ、パーソナルコン
ピュータおよびＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置から
画像情報が供給された不図示の駆動回路によって、その
供給画像情報に対応した画像を表示するよう駆動され
る。そして、後述する照明光源からの照明光が入射する
と、この照明光を変調反射することで観察可能な画像を
表示する。
【００３６】１２は反射型ＬＣＤ１１を照明するための
照明光源であり、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を用いている。また、１５は偏光板、１６は凸レン
ズである。
照明光源であり、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を用いている。また、１５は偏光板、１６は凸レン
ズである。
【００３７】１３は反射型ＬＣＤ１１に照明光を導くた
めの照明プリズム（第１の光学素子）である。
めの照明プリズム（第１の光学素子）である。
【００３８】１７は反射型ＬＣＤ１１に表示された画像
を拡大し、観察者の眼に導くための観察プリズム（第２
の光学素子）である。
を拡大し、観察者の眼に導くための観察プリズム（第２
の光学素子）である。
【００３９】このように構成された画像表示ユニットに
おいて、ＬＥＤ１２より射出された照明光（図には、Ｌ
ＥＤ１２から射出された照明光の中心光軸を一点鎖線１
４で示している）は、偏光板１５を通過し、直線偏光に
変換される。そして、凸レンズ１６を通過して略平行光
線として照明プリズム１３に導かれる。
おいて、ＬＥＤ１２より射出された照明光（図には、Ｌ
ＥＤ１２から射出された照明光の中心光軸を一点鎖線１
４で示している）は、偏光板１５を通過し、直線偏光に
変換される。そして、凸レンズ１６を通過して略平行光
線として照明プリズム１３に導かれる。
【００４０】略平行光となった照明光は、照明プリズム
１３の第１の面１３ａに入射して屈折し、第２の面１３
ｂに到達して全反射する。なお、第２の面１３ｂは、照
明光に対して全反射条件を満たしている。
１３の第１の面１３ａに入射して屈折し、第２の面１３
ｂに到達して全反射する。なお、第２の面１３ｂは、照
明光に対して全反射条件を満たしている。
【００４１】第２の面１３ｂで反射した照明光は、第３
の面１３ｃを透過し、反射型ＬＣＤ１１に入射する。
の面１３ｃを透過し、反射型ＬＣＤ１１に入射する。
【００４２】反射型ＬＣＤ１１は、前述したように、供
給された画像情報に対応して入射光の反射をコントロー
ルし、画像を表示させる。
給された画像情報に対応して入射光の反射をコントロー
ルし、画像を表示させる。
【００４３】反射型ＬＣＤ１１から射出した光線（画像
光）は、再び照明プリズム１３の第３の面１３ｃに入射
し、第２の面１３ｂを透過して観察プリズム１７の第１
の面１７ａに入射する。
光）は、再び照明プリズム１３の第３の面１３ｃに入射
し、第２の面１３ｂを透過して観察プリズム１７の第１
の面１７ａに入射する。
【００４４】観察プリズム１７の第１の面１７ａに入射
した画像光は、同じく観察プリズム１７の第２の面１７
ｂで全反射し、さらに第３の面１７ｃで全反射して第２
の面１７ｂを透過し、観察者の眼に導かれる。
した画像光は、同じく観察プリズム１７の第２の面１７
ｂで全反射し、さらに第３の面１７ｃで全反射して第２
の面１７ｂを透過し、観察者の眼に導かれる。
【００４５】このように画像光が観察プリズム１７内で
反射を繰り返すことで、観察者は、反射型ＬＣＤ１１に
表示された画像を拡大虚像として観察することができ
る。
反射を繰り返すことで、観察者は、反射型ＬＣＤ１１に
表示された画像を拡大虚像として観察することができ
る。
【００４６】図１および図２において、１８は本体ホル
ダー（位置決め保持部材，第１の保持部材）であり、照
明光源１２と、偏光板１５と、凸レンズ１６と、照明プ
リズム１３と、観察プリズム１７とを一体的に保持す
る。
ダー（位置決め保持部材，第１の保持部材）であり、照
明光源１２と、偏光板１５と、凸レンズ１６と、照明プ
リズム１３と、観察プリズム１７とを一体的に保持す
る。
【００４７】この本体ホルダー１８には、照明光源１
２、偏光板１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３
をそれぞれの相対的な位置決めを行うための嵌合部や突
起部等の形状が形成されている。照明光源１２、偏光板
１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３は上記嵌合
部や突起部等によって位置決めされた状態で本体ホルダ
ー１８に接着等により固定される。
２、偏光板１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３
をそれぞれの相対的な位置決めを行うための嵌合部や突
起部等の形状が形成されている。照明光源１２、偏光板
１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３は上記嵌合
部や突起部等によって位置決めされた状態で本体ホルダ
ー１８に接着等により固定される。
【００４８】また、観察プリズム１７には、本体ホルダ
ー１８に対する位置決めのための突起部２６が形成され
ており、本体ホルダー１８にもこの突起部２６を嵌合保
持して観察プリズム１７を上記照明光源１２〜照明プリ
ズム１３に対する位置決めを行うための穴部が形成され
ている。観察プリズム１７は、本体ホルダー１８の穴部
に突起部２６を嵌合させた状態で本体ホルダー１８に接
着等により固定される。
ー１８に対する位置決めのための突起部２６が形成され
ており、本体ホルダー１８にもこの突起部２６を嵌合保
持して観察プリズム１７を上記照明光源１２〜照明プリ
ズム１３に対する位置決めを行うための穴部が形成され
ている。観察プリズム１７は、本体ホルダー１８の穴部
に突起部２６を嵌合させた状態で本体ホルダー１８に接
着等により固定される。
【００４９】照明光源１２から射出された照明光は、偏
光板１５および凸レンズ１６を通過して照明プリズム１
３に入射するが、上述したように全部品を同一の本体ホ
ルダー１８にそれぞれの相対的な位置関係が決められた
上で固定されるので、照明プリズム１３の光線有効径に
それぞれの部品の取付位置誤差による余裕代を見込む必
要が無く、ミニマムの径で設計を行うことができる。し
たがって、ヘッドマウントディスプレイ１の全体を小型
化することができる。
光板１５および凸レンズ１６を通過して照明プリズム１
３に入射するが、上述したように全部品を同一の本体ホ
ルダー１８にそれぞれの相対的な位置関係が決められた
上で固定されるので、照明プリズム１３の光線有効径に
それぞれの部品の取付位置誤差による余裕代を見込む必
要が無く、ミニマムの径で設計を行うことができる。し
たがって、ヘッドマウントディスプレイ１の全体を小型
化することができる。
【００５０】また、観察プリズム１７が照明プリズム１
３との相対的な位置関係が決められて本体ホルダー１８
に固定されているため、観察プリズム１７と照明プリズ
ム１３との位置ずれや回転ずれ、さらには両者のクリア
ランスを最小限に抑えることができ、高い光学性能を得
ることができる。
３との相対的な位置関係が決められて本体ホルダー１８
に固定されているため、観察プリズム１７と照明プリズ
ム１３との位置ずれや回転ずれ、さらには両者のクリア
ランスを最小限に抑えることができ、高い光学性能を得
ることができる。
【００５１】特に、反射型ＬＣＤ１１を用いたヘッドマ
ウントディスプレイ１においては、光学性能を良くしよ
うとして、ＬＣＤ１１の画像表示面と観察プリズム１７
との距離、すなわちバックフオーカスを短くする傾向に
あるが、本実施形態によれば、観察プリズム１７と照明
プリズム１３とを本体ホルダー１８により一体的に保持
することで、両者のクリアランスを最小に抑えてバック
フォーカスを短くし、光学性能の向上を図ることができ
る。
ウントディスプレイ１においては、光学性能を良くしよ
うとして、ＬＣＤ１１の画像表示面と観察プリズム１７
との距離、すなわちバックフオーカスを短くする傾向に
あるが、本実施形態によれば、観察プリズム１７と照明
プリズム１３とを本体ホルダー１８により一体的に保持
することで、両者のクリアランスを最小に抑えてバック
フォーカスを短くし、光学性能の向上を図ることができ
る。
【００５２】１９は反射型ＬＣＤ１１を固定保持するＬ
ＣＤホルダー（表示素子保持部材，第２の保持部材）１
９である。
ＣＤホルダー（表示素子保持部材，第２の保持部材）１
９である。
【００５３】このＬＣＤホルダー１９と本体ホルダー１
８との位置関係を調節することで、観察者が観察する画
像の視度と、観察者の画像の見える位置（表示位置）を
調節することができる。
８との位置関係を調節することで、観察者が観察する画
像の視度と、観察者の画像の見える位置（表示位置）を
調節することができる。
【００５４】ＬＣＤホルダー１９と本体ホルダー１８と
が当接する面（基準面）は、反射型ＬＣＤ１１の画像表
示面に略平行な面になっており、組み立て時においてＬ
ＣＤホルダー１９を本体ホルダー１８に対して反射型Ｌ
ＣＤ１１の画像表示面の面内方向に摺動させることがで
きるようになっている。
が当接する面（基準面）は、反射型ＬＣＤ１１の画像表
示面に略平行な面になっており、組み立て時においてＬ
ＣＤホルダー１９を本体ホルダー１８に対して反射型Ｌ
ＣＤ１１の画像表示面の面内方向に摺動させることがで
きるようになっている。
【００５５】ＬＣＤホルダー１９を本体ホルダー１８に
対して反射型ＬＣＤ１１の画像表示面の面内方向に移動
させることによって、観察者の観察する画像の見える位
置を調節することができる。
対して反射型ＬＣＤ１１の画像表示面の面内方向に移動
させることによって、観察者の観察する画像の見える位
置を調節することができる。
【００５６】また、ＬＣＤホルダー１９と本体ホルダー
１８との間には視度調節スペーサ２０が挟み込まれてい
る。
１８との間には視度調節スペーサ２０が挟み込まれてい
る。
【００５７】この視度調節スペーサ２０の厚さを変化さ
せることで、反射型ＬＣＤ１１を画像表示面の略垂直方
向に移動させ、光路長を変化させることで観察者の観察
する画像の視度を変化させることができる。
せることで、反射型ＬＣＤ１１を画像表示面の略垂直方
向に移動させ、光路長を変化させることで観察者の観察
する画像の視度を変化させることができる。
【００５８】こうしてＬＣＤホルダー１９は、組み立て
時に本体ホルダー１８に対する位置が調節された上で本
体ホルダー１８に接着等により固定される。
時に本体ホルダー１８に対する位置が調節された上で本
体ホルダー１８に接着等により固定される。
【００５９】なお、本実施形態では、視度の調節のため
に視度調節スペーサ２０を用いているが、これに限定さ
れるものではなく、他の方法を用いても構わない。
に視度調節スペーサ２０を用いているが、これに限定さ
れるものではなく、他の方法を用いても構わない。
【００６０】そして、このように構成された画像表示ユ
ニット１０Ｌ，１０Ｒは、図１に示すように左右の２つ
が１組として用いられ、それぞれの本体ホルダー１８，
１８が１組の眼幅調節スライドバー２１に嵌合すること
によって本体部３に対して保持される。
ニット１０Ｌ，１０Ｒは、図１に示すように左右の２つ
が１組として用いられ、それぞれの本体ホルダー１８，
１８が１組の眼幅調節スライドバー２１に嵌合すること
によって本体部３に対して保持される。
【００６１】上側の眼幅調節スライドバー２１における
左右の本体ホルダー１８，１８が嵌合する部分にはネジ
が形成されており、左右のネジは右ネジと左ネジになる
ように形成されている。このため、眼幅調節スライドバ
ー２１が回転することで、左右の本体ホルダー１８，１
８（つまりは、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ）はネジ送りされて互いに逆方向に同量移動する。こ
れにより、観察者の眼幅に対応して左右の画像表示ユニ
ット１０Ｌ，１０Ｒの間隔を調節することができる。
左右の本体ホルダー１８，１８が嵌合する部分にはネジ
が形成されており、左右のネジは右ネジと左ネジになる
ように形成されている。このため、眼幅調節スライドバ
ー２１が回転することで、左右の本体ホルダー１８，１
８（つまりは、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ）はネジ送りされて互いに逆方向に同量移動する。こ
れにより、観察者の眼幅に対応して左右の画像表示ユニ
ット１０Ｌ，１０Ｒの間隔を調節することができる。
【００６２】（第２実施形態）図３には、本発明の第２
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（画像表示
装置）の構成を示している。なお、本実施形態で用いら
れている画像表示ユニットは基本的に第１実施形態のも
のと同じであり、共通する構成要素は第１実施形態と同
じ符号に左を示すＬ又は右を示すＲを付加して示す。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（画像表示
装置）の構成を示している。なお、本実施形態で用いら
れている画像表示ユニットは基本的に第１実施形態のも
のと同じであり、共通する構成要素は第１実施形態と同
じ符号に左を示すＬ又は右を示すＲを付加して示す。
【００６３】左右の本体ホルダー１８Ｌ，１８Ｒ′には
それぞれ、観察プリズム１７Ｌ，１７Ｒおよび照明プリ
ズム１３Ｌ，１３Ｒと、不図示の照明光源、偏光板およ
び凸レンズが互いの相対位置関係が決められた状態で固
定されている。
それぞれ、観察プリズム１７Ｌ，１７Ｒおよび照明プリ
ズム１３Ｌ，１３Ｒと、不図示の照明光源、偏光板およ
び凸レンズが互いの相対位置関係が決められた状態で固
定されている。
【００６４】また、左右の本体ホルダー１８Ｌ，１８
Ｒ′は眼幅調節スライドバー２１に嵌合することによっ
てヘッドマウントディスプレイの本体部に対して保持さ
れる。
Ｒ′は眼幅調節スライドバー２１に嵌合することによっ
てヘッドマウントディスプレイの本体部に対して保持さ
れる。
【００６５】第１実施形態にて説明したように、上側の
眼幅調節スライドバー２１における左右の本体ホルダー
１８Ｌ，１８Ｒ′が嵌合する部分には互いに逆のネジが
形成されており、眼幅調節スライドバー２１が回転する
ことで、左右の本体ホルダー１８Ｌ，１８Ｒ′（つまり
は、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０Ｒ′）が互い
に逆方向に同量移動して、左右の画像表示ユニット１０
Ｌ，１０Ｒ′の間隔を調節することができる。
眼幅調節スライドバー２１における左右の本体ホルダー
１８Ｌ，１８Ｒ′が嵌合する部分には互いに逆のネジが
形成されており、眼幅調節スライドバー２１が回転する
ことで、左右の本体ホルダー１８Ｌ，１８Ｒ′（つまり
は、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０Ｒ′）が互い
に逆方向に同量移動して、左右の画像表示ユニット１０
Ｌ，１０Ｒ′の間隔を調節することができる。
【００６６】また、左右の反射型ＬＣＤ１１Ｌ，１１Ｒ
はそれぞれ、ＬＣＤホルダー１９Ｌ，１９Ｒ′に固定保
持されている。
はそれぞれ、ＬＣＤホルダー１９Ｌ，１９Ｒ′に固定保
持されている。
【００６７】本実施形態においては、本体ホルダー１８
Ｌ，１８Ｒ′に対するＬＣＤホルダー１９Ｌ，１９Ｒ′
の位置を調節することで、左右の画像表示ユニット１０
Ｌ，１０Ｒ′の光軸位置を調節する。このとき、左右の
光軸が大きくずれていると、観察者に対して非常な不快
感を与えるため、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ′の光軸を高い精度で一致させる必要がある。
Ｌ，１８Ｒ′に対するＬＣＤホルダー１９Ｌ，１９Ｒ′
の位置を調節することで、左右の画像表示ユニット１０
Ｌ，１０Ｒ′の光軸位置を調節する。このとき、左右の
光軸が大きくずれていると、観察者に対して非常な不快
感を与えるため、左右の画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ′の光軸を高い精度で一致させる必要がある。
【００６８】ここで、左右の画像表示ユニットの光軸合
わせのために、左右のＬＣＤホルダーを本体ホルダーに
対して位置調節できるようにすると、調節が複雑になる
ため、本実施形態では、右側の画像表示ユニット１０
Ｒ′におけるＬＣＤホルダー１９Ｒ′を本体ホルダー１
８Ｒ′に対して所定位置に位置決め固定し、左側の画像
表示ユニット１０ＬにおけるＬＣＤホルダー１９Ｌを第
１実施形態と同様に本体ホルダー１８Ｌに対して位置調
節できるようにしている。
わせのために、左右のＬＣＤホルダーを本体ホルダーに
対して位置調節できるようにすると、調節が複雑になる
ため、本実施形態では、右側の画像表示ユニット１０
Ｒ′におけるＬＣＤホルダー１９Ｒ′を本体ホルダー１
８Ｒ′に対して所定位置に位置決め固定し、左側の画像
表示ユニット１０ＬにおけるＬＣＤホルダー１９Ｌを第
１実施形態と同様に本体ホルダー１８Ｌに対して位置調
節できるようにしている。
【００６９】右側の本体ホルダー１８Ｒ′には位置決め
ピン２５が設けられており、ＬＣＤホルダー１９Ｒ′に
は位置決めピン２５が嵌合する穴部（図示せず）が形成
されている。これら位置決めピン２５と穴部との嵌合に
よりＬＣＤホルダー１９Ｒ′の本体ホルダー１８Ｒ′に
対する位置決め固定が行えるようにしている。
ピン２５が設けられており、ＬＣＤホルダー１９Ｒ′に
は位置決めピン２５が嵌合する穴部（図示せず）が形成
されている。これら位置決めピン２５と穴部との嵌合に
よりＬＣＤホルダー１９Ｒ′の本体ホルダー１８Ｒ′に
対する位置決め固定が行えるようにしている。
【００７０】そして、右側の画像表示ユニット１０Ｒ′
の光軸を基準位置とし、左側の画像表示ユニット１０Ｌ
においてＬＣＤホルダー１９Ｌを本体ホルダー１８Ｒに
対して位置調節して両画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ′の光軸合わせを行うようにすることで、簡単に、す
なわち少ない調節工程で両画像表示ユニット１０Ｌ，１
０Ｒ′の光軸合わせを行うことができ、ヘッドマウント
ディスプレイ１′の組立工程を削減することが可能とな
る。
の光軸を基準位置とし、左側の画像表示ユニット１０Ｌ
においてＬＣＤホルダー１９Ｌを本体ホルダー１８Ｒに
対して位置調節して両画像表示ユニット１０Ｌ，１０
Ｒ′の光軸合わせを行うようにすることで、簡単に、す
なわち少ない調節工程で両画像表示ユニット１０Ｌ，１
０Ｒ′の光軸合わせを行うことができ、ヘッドマウント
ディスプレイ１′の組立工程を削減することが可能とな
る。
【００７１】（第３実施形態）図４には、本発明の第３
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（画像表示
装置）の構成を示している。なお、本実施形態において
第１実施形態と共通する構成要素にはこれら実施形態と
同符号を付す。また、図４は、画像表示ユニット１０″
を光軸に垂直な面で切断した縦断面を示している。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ（画像表示
装置）の構成を示している。なお、本実施形態において
第１実施形態と共通する構成要素にはこれら実施形態と
同符号を付す。また、図４は、画像表示ユニット１０″
を光軸に垂直な面で切断した縦断面を示している。
【００７２】第１実施形態では本体ホルダー１８によっ
て照明光源１２，偏光板１５，凸レンズ１６，照明プリ
ズム１３および観察プリズム１７を一体的に保持した場
合について説明したが、本実施形態では、本体ホルダー
（第１の保持部材）１８″により観察プリズム１７を保
持する一方、照明ホルダー（第２の保持部材）２２によ
って照明光源１２，偏光板１５，凸レンズ１６および照
明プリズム１３を一体的に保持するようしている。
て照明光源１２，偏光板１５，凸レンズ１６，照明プリ
ズム１３および観察プリズム１７を一体的に保持した場
合について説明したが、本実施形態では、本体ホルダー
（第１の保持部材）１８″により観察プリズム１７を保
持する一方、照明ホルダー（第２の保持部材）２２によ
って照明光源１２，偏光板１５，凸レンズ１６および照
明プリズム１３を一体的に保持するようしている。
【００７３】照明ホルダー２２には、照明光源１２、偏
光板１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３をそれ
ぞれの相対的な位置決めを行うための嵌合部や突起部等
の形状が形成されている。照明光源１２、偏光板１５、
凸レンズ１６および照明プリズム１３は上記嵌合部や突
起部等によって位置決めされた状態で照明ホルダー２２
に接着等により固定される。
光板１５、凸レンズ１６および照明プリズム１３をそれ
ぞれの相対的な位置決めを行うための嵌合部や突起部等
の形状が形成されている。照明光源１２、偏光板１５、
凸レンズ１６および照明プリズム１３は上記嵌合部や突
起部等によって位置決めされた状態で照明ホルダー２２
に接着等により固定される。
【００７４】また、観察プリズム１７には、第１実施形
態と同様に、本体ホルダー１８″に対する位置決めのた
めの突起部２６が形成されており、本体ホルダー１８″
にもこの突起部２６を嵌合保持する穴部が形成されてい
る。観察プリズム１７は、本体ホルダー１８″の穴部に
突起部２６を嵌合させた状態で本体ホルダー１８″に接
着等により固定される。
態と同様に、本体ホルダー１８″に対する位置決めのた
めの突起部２６が形成されており、本体ホルダー１８″
にもこの突起部２６を嵌合保持する穴部が形成されてい
る。観察プリズム１７は、本体ホルダー１８″の穴部に
突起部２６を嵌合させた状態で本体ホルダー１８″に接
着等により固定される。
【００７５】照明ホルダー２２には、本体ホルダー１
８″に対して、照明プリズム１３の第３の面１３ｃおよ
び反射型ＬＣＤ１１の画像表示面に略平行な方向２３に
位置調節可能とするためのガイド部２４が形成されてい
る。一方、本体ホルダー１８″には、ガイド部２４に係
合して照明ホルダー２２を位置調節ガイドするガイド溝
部２８が形成されている。
８″に対して、照明プリズム１３の第３の面１３ｃおよ
び反射型ＬＣＤ１１の画像表示面に略平行な方向２３に
位置調節可能とするためのガイド部２４が形成されてい
る。一方、本体ホルダー１８″には、ガイド部２４に係
合して照明ホルダー２２を位置調節ガイドするガイド溝
部２８が形成されている。
【００７６】そして、照明ホルダー２２は本体ホルダー
１８″に対して方向２３に位置調節された後、接着等に
より固定される。
１８″に対して方向２３に位置調節された後、接着等に
より固定される。
【００７７】また、反射型ＬＣＤ１１はＬＣＤホルダー
１９に固定保持され、このＬＣＤホルダー１９は本体ホ
ルダー１８″に対して接着等により位置決め固定され
る。なお、本実施形態では、ＬＣＤホルダー１９と本体
ホルダー１８″との間に、第１実施形態にて説明した視
度調節スペーサは挿入されていない。
１９に固定保持され、このＬＣＤホルダー１９は本体ホ
ルダー１８″に対して接着等により位置決め固定され
る。なお、本実施形態では、ＬＣＤホルダー１９と本体
ホルダー１８″との間に、第１実施形態にて説明した視
度調節スペーサは挿入されていない。
【００７８】図５には、本実施形態の照明プリズム１３
を取り出して示している。なお、１１ａは反射型ＬＣＤ
１１の反射面を示している。
を取り出して示している。なお、１１ａは反射型ＬＣＤ
１１の反射面を示している。
【００７９】照明光源１２（図５には示していない）よ
り射出された照明光は、照明プリズム１３に入射し、反
射面１１ａで反射した後、再び照明プリズム１３を通過
する。Ｌ１は、照明プリズム１３がある位置（ここでは
第１の位置という）に配置されたときの反射面１１ａで
の反射光の照明プリズム１３を通過する長さである。
り射出された照明光は、照明プリズム１３に入射し、反
射面１１ａで反射した後、再び照明プリズム１３を通過
する。Ｌ１は、照明プリズム１３がある位置（ここでは
第１の位置という）に配置されたときの反射面１１ａで
の反射光の照明プリズム１３を通過する長さである。
【００８０】Ｌ１を空気中の長さに換算すると、照明プ
リズム１３の屈折率をｎとしたときは、 ＬＩA ＝Ｌ１／ｎ …（１） となる。
リズム１３の屈折率をｎとしたときは、 ＬＩA ＝Ｌ１／ｎ …（１） となる。
【００８１】照明プリズム１３が方向２３に移動し、点
線にて示された位置（第２の位置）まで移動したとする
と、そのときに反射光が照明プリズム１３内を通過する
長さは短くなり、その長さをＬ２としたときの長さＬ１
の空気換算長は、 ＬＩA'＝Ｌ２／ｎ＋（Ｌ１−Ｌ２） …（２） となる。
線にて示された位置（第２の位置）まで移動したとする
と、そのときに反射光が照明プリズム１３内を通過する
長さは短くなり、その長さをＬ２としたときの長さＬ１
の空気換算長は、 ＬＩA'＝Ｌ２／ｎ＋（Ｌ１−Ｌ２） …（２） となる。
【００８２】照明プリズム１３が移動した時の空気換算
の光路長の変化量は、 ＬＩA −ＬＩA'＝（１−ｎ）・（Ｌｌ−Ｌ２）／ｎ …（３） と計算され、空気換算の光路長は短くなっている。この
ことは、観察される画像の視度が近くなっていることを
意味する。
の光路長の変化量は、 ＬＩA −ＬＩA'＝（１−ｎ）・（Ｌｌ−Ｌ２）／ｎ …（３） と計算され、空気換算の光路長は短くなっている。この
ことは、観察される画像の視度が近くなっていることを
意味する。
【００８３】照明プリズム１３は平面の組み合わせで構
成されており、照明プリズム１３を第３の面１３ｃに略
平行な方向な方向２３に移動させるため、光線の通過す
る方向は変化せずに光路長のみが変化する。
成されており、照明プリズム１３を第３の面１３ｃに略
平行な方向な方向２３に移動させるため、光線の通過す
る方向は変化せずに光路長のみが変化する。
【００８４】このため、光学性能への影響を与えずに視
度だけを変化させることが可能となる。
度だけを変化させることが可能となる。
【００８５】また、ＬＣＤホルダー１９と本体ホルダー
１８″との間に第１実施形態のように視度調節スペーサ
を挟み込んで視度調節を行う方法では、スペーサの厚み
毎に飛び飛びの視度しか得ることができないが、本構成
では視度を連続的に変化させることが可能となり、視度
の微調節を行うことができる。
１８″との間に第１実施形態のように視度調節スペーサ
を挟み込んで視度調節を行う方法では、スペーサの厚み
毎に飛び飛びの視度しか得ることができないが、本構成
では視度を連続的に変化させることが可能となり、視度
の微調節を行うことができる。
【００８６】なお、上記各実施形態では、いわゆる両眼
タイプのヘッドマウントディスプレイについて説明した
が、本発明は片眼タイプのヘッドマウントディスプレイ
やカメラ等に用いられるファインダー装置にも適用する
ことができる。
タイプのヘッドマウントディスプレイについて説明した
が、本発明は片眼タイプのヘッドマウントディスプレイ
やカメラ等に用いられるファインダー装置にも適用する
ことができる。
【００８７】
【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素
子を位置決め保持部材によって相対的に位置決めして一
体的に保持するようにしているので、設計時に光線有効
径の余裕代を見込む必要がほとんどなくなり、ミニマム
の設計ができるため、装置全体の小型化を図ることがで
きる。また、画像表示素子の表示面と第２の光学素子間
のバックフォーカスの短縮化や第１および第２の光学素
子の位置ずれ回転ずれの抑制を図ることができるため、
光学性能を向上させることができる。しかも、組み立て
時に光学素子の位置調節の必要がないので、組立性の向
上を図ることができる。
よれば、照明光源、第１の光学素子および第２の光学素
子を位置決め保持部材によって相対的に位置決めして一
体的に保持するようにしているので、設計時に光線有効
径の余裕代を見込む必要がほとんどなくなり、ミニマム
の設計ができるため、装置全体の小型化を図ることがで
きる。また、画像表示素子の表示面と第２の光学素子間
のバックフォーカスの短縮化や第１および第２の光学素
子の位置ずれ回転ずれの抑制を図ることができるため、
光学性能を向上させることができる。しかも、組み立て
時に光学素子の位置調節の必要がないので、組立性の向
上を図ることができる。
【００８８】また、画像表示素子を保持する表示素子保
持部材を設け、位置決め保持部材に、装置組み立て時に
おける表示素子保持部材の位置調節のための基準面を形
成したり、位置決め保持部材と表示素子保持部材との間
に視度調節スペーサを介在させるようにしたりすれば、
装置組み立て時において観察者が見る画像の位置や画像
の視度を簡単に調節することが可能となり、観察者に見
易い観察画像を提供することができる。
持部材を設け、位置決め保持部材に、装置組み立て時に
おける表示素子保持部材の位置調節のための基準面を形
成したり、位置決め保持部材と表示素子保持部材との間
に視度調節スペーサを介在させるようにしたりすれば、
装置組み立て時において観察者が見る画像の位置や画像
の視度を簡単に調節することが可能となり、観察者に見
易い観察画像を提供することができる。
【００８９】また、本願第２の発明によれば、照明光源
および第１の光学素子を相対的に位置決めして一体的に
保持する第１の保持部材と、第２の光学素子を保持する
第２の保持部材とに、装置組立て時において第１の保持
部材を第２の保持部材に対して第１の光学素子における
照明光の画像表示素子への射出面および画像表示素子の
表示面に略平行な方向への位置調節を可能とするための
構造を設けているので、第１の保持部材の第２保持部材
に対する位置調節によって光学性能に影響を及ぼさずに
視度調節を行うことができる。特に、視度を連続的に変
化させることで視度の徴調節を行うこともでき、高品位
な画像の観察を行える画像表示装置を提供することがで
きる。
および第１の光学素子を相対的に位置決めして一体的に
保持する第１の保持部材と、第２の光学素子を保持する
第２の保持部材とに、装置組立て時において第１の保持
部材を第２の保持部材に対して第１の光学素子における
照明光の画像表示素子への射出面および画像表示素子の
表示面に略平行な方向への位置調節を可能とするための
構造を設けているので、第１の保持部材の第２保持部材
に対する位置調節によって光学性能に影響を及ぼさずに
視度調節を行うことができる。特に、視度を連続的に変
化させることで視度の徴調節を行うこともでき、高品位
な画像の観察を行える画像表示装置を提供することがで
きる。
【００９０】さらに、本願第３の発明によれば、左右の
画像表示ユニットのうち一方の画像表示ユニットにおけ
る照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を保
持する部材と画像表示素子を保持する部材とに、装置組
み立て時においてこれら保持部材を相対的に位置決めす
るための構造を設け、他方の画像表示ユニットにおける
照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を保持
する部材に、装置組み立て時において画像表示素子を保
持する部材の位置調節を行うための基準面を形成してい
るので、一方の画像表示ユニットにおける画像表示素子
の位置（つまりは画像の表示光軸）を基準として他方の
画像表示ユニットにおける画像表示素子の位置を調節す
ることで、左右の画像表示ユニットの表示光軸を簡単に
高い精度で一致させることができる。
画像表示ユニットのうち一方の画像表示ユニットにおけ
る照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を保
持する部材と画像表示素子を保持する部材とに、装置組
み立て時においてこれら保持部材を相対的に位置決めす
るための構造を設け、他方の画像表示ユニットにおける
照明光源、第１の光学素子および第２の光学素子を保持
する部材に、装置組み立て時において画像表示素子を保
持する部材の位置調節を行うための基準面を形成してい
るので、一方の画像表示ユニットにおける画像表示素子
の位置（つまりは画像の表示光軸）を基準として他方の
画像表示ユニットにおける画像表示素子の位置を調節す
ることで、左右の画像表示ユニットの表示光軸を簡単に
高い精度で一致させることができる。
【図１】本発明の第１実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの分解状態での外観斜視図である。
ィスプレイの分解状態での外観斜視図である。
【図２】上記ヘッドマウントディスプレイの画像表示ユ
ニットの縦断面図である。
ニットの縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの画像表示ユニットの外観斜視図である。
ィスプレイの画像表示ユニットの外観斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの画像表示ユニットの外観斜視図である。
ィスプレイの画像表示ユニットの外観斜視図である。
【図５】上記第３実施形態の画像表示ユニットにおける
照明プリズム内での光路図である。
照明プリズム内での光路図である。
【図６】従来の画像表示装置を示す斜視図である。
【図７】従来の画像表示装置の縦断面図である。
１ ヘッドマウントディスプレイ １０ 画像表示ユニット １１ 反射型液晶表示素子 １２ 照明光源 １３ 照明プリズム １４ 画像光の中心光軸 １５ 偏光板 １６ 凸レンズ １７ 観察プリズム １８ 本体ホルダー １９ ＬＣＤホルダー ２０ 視度調節スペーサ ２１ 眼幅調節スライドバー ２２ 照明ホルダー ２４ ガイド部 ２５ 位置調節ガイドピン ２８ ガイド溝部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA10 HA18 HA21 HA23 HA24 HA28 MA02 MA06 MA07 2H091 FA08X FA08Z FA14Z FA21X FA26X FA41X LA17 LA19 5G435 AA17 AA18 BB12 BB16 FF05 GG02 GG03 LL00
Claims (8)
- 【請求項１】 照明光源と、入射した照明光を反射して
画像を表示する反射型画像表示素子と、前記照明光源か
らの照明光を前記画像表示素子に入射させる第１の光学
素子と、前記画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子とを有する画像表示装置であっ
て、 前記照明光源、前記第１の光学素子および前記第２の光
学素子を相対的に位置決めして一体的に保持する位置決
め保持部材を有することを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項２】 前記第１の光学素子は、前記照明光源か
らの照明光を前記反射型画像表示素子に入射させるとと
もに、前記画像表示素子からの画像光を前記第２の光学
素子に入射させることを特徴とする請求項１に記載の画
像表示装置。 - 【請求項３】 前記画像表示素子を保持する表示素子保
持部材が、前記位置決め保持部材に取り付けられてお
り、 前記位置決め保持部材に、装置組み立て時において前記
表示素子保持部材の位置調節を行うための基準面が形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画
像表示装置。 - 【請求項４】 前記表示素子保持部材と前記位置決め保
持部材との間に視度調節スペーサが挟まれていることを
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示
装置。 - 【請求項５】 照明光源と、入射した照明光を反射して
画像を表示する反射型画像表示素子と、前記照明光源か
らの照明光を前記画像表示素子に入射させる第１の光学
素子と、前記画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子とを有する画像表示装置であっ
て、 前記照明光源および前記第１の光学素子を相対的に位置
決めして一体的に保持する第１の保持部材と、前記第２
の光学素子を保持する第２の保持部材とを有し、 前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、装置
組立て時において前記第１の保持部材を前記第２の保持
部材に対して前記第１の光学素子における照明光の前記
画像表示素子への射出面および前記画像表示素子の表示
面に略平行な方向への位置調節を可能とするための構造
を有することを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項６】 前記第１の光学素子は、前記照明光源か
らの照明光を前記画像表示素子に入射させるとともに前
記画像表示素子からの画像光を前記第２の光学素子に入
射させる射出入射面を有しており、 前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、装置
組立て時において前記第１の保持部材を前記第２の保持
部材に対して前記第１の光学素子における照明光の前記
画像表示素子への射出入射面および前記画像表示素子の
表示面に略平行な方向への位置調節を可能とするための
構造を有することを特徴とする請求項５に記載の画像表
示装置。 - 【請求項７】 照明光源と、入射した照明光を反射して
画像を表示する反射型画像表示素子と、前記照明光源か
らの照明光を前記画像表示素子に入射させる第１の光学
素子と、前記画像表示素子からの画像光を観察者の眼に
投射する第２の光学素子とを有する画像表示ユニットを
左右に備えた画像表示装置であって、 前記左右の画像表示ユニットのうち一方の画像表示ユニ
ットにおける前記照明光源、前記第１の光学素子および
前記第２の光学素子を保持する部材と前記画像表示素子
を保持する部材とに、装置組み立て時においてこれら保
持部材を相対的に位置決めするための構造を設け、 他方の画像表示ユニットにおける前記照明光源、前記第
１の光学素子および前記第２の光学素子を保持する部材
に、装置組み立て時において前記画像表示素子を保持す
る部材の位置調節を行うための基準面を形成したことを
特徴とする画像表示装置。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の画像
表示装置と、この画像表示装置に画像情報を供給する画
像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380711A JP2002182149A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | 画像表示装置および画像表示システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380711A JP2002182149A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | 画像表示装置および画像表示システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002182149A true JP2002182149A (ja) | 2002-06-26 |
| JP2002182149A5 JP2002182149A5 (ja) | 2008-02-14 |
Family
ID=18848841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000380711A Pending JP2002182149A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | 画像表示装置および画像表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002182149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Citations (1)
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| JP2000333098A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Olympus Optical Co Ltd | 光学系 |
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- 2000-12-14 JP JP2000380711A patent/JP2002182149A/ja active Pending
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