JP2002311381A - Picture display device and picture display system - Google Patents

Picture display device and picture display system

Info

Publication number
JP2002311381A
JP2002311381A JP2001121473A JP2001121473A JP2002311381A JP 2002311381 A JP2002311381 A JP 2002311381A JP 2001121473 A JP2001121473 A JP 2001121473A JP 2001121473 A JP2001121473 A JP 2001121473A JP 2002311381 A JP2002311381 A JP 2002311381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
image display
reflected
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001121473A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Ishino
俊樹 石野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001121473A priority Critical patent/JP2002311381A/en
Publication of JP2002311381A publication Critical patent/JP2002311381A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the brightness distribution of a displayed picture is not uniform because there are an area which meets a total reflection condition and an area which never meets the condition on the reflection surface of a projecting optical element. SOLUTION: In a picture display device having a picture display element 102 for displaying a picture corresponding to a supplied signal and the projecting optical element 108 reflecting picture light emitted from this picture displaying element and projecting it to the eyeballs of an observer, there are the first area 109(a) which meets the total reflection condition with respect to the picture light and the second area 109(b) which never meets the condition on the reflection surface 108(b) of the projecting optical element, and a luminance adjusting means 110 which adjusts the luminance of light beams to be reflected by the first area lower than that of light beams to be reflected by the second area among picture lights incident on the projecting optical element from the picture display element.

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、観察者の頭部ある
いは顔面に装着されて観察者の眼球に対して画像を投射
する画像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device mounted on the head or face of an observer and projecting an image on the observer's eyeball.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6には、頭部装着型画像表示装置(ヘ
ッドマウントディスプレイ、以下、HMDと称する)7
01を示している。観察者は、このHMD701を頭部
あるいは顔面に装着し、内蔵される画像表示素子に表示
された画像や音声を楽しむことができる。このとき、装
着者は周囲の状況から遮断され、高い没入感が得ること
ができる。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a head mounted image display device (head mounted display, hereinafter referred to as HMD) 7.
01 is shown. The observer can wear the HMD 701 on his or her head or face and enjoy the images and sounds displayed on the built-in image display device. At this time, the wearer is shielded from the surrounding situation, and a high immersion feeling can be obtained.

【0003】HMD701は、観察者に画像を表示する
本体部711と、観察者の頭部に装着するためのツル部
712とにより構成されている。
[0003] The HMD 701 includes a main body 711 for displaying an image to an observer, and a crane 712 for mounting on an observer's head.

【0004】観察者がHMD701を眼鏡のようにかけ
ると、本体部711の左右の開口窓716を通して、本
体部711内に設置されたLCD等の画像表示素子に表
示された画像を、本体部711内に設置された投射光学
系の拡大作用により大画面の画像として観察することが
できる。
When the observer wears the HMD 701 like eyeglasses, an image displayed on an image display element such as an LCD installed in the main body 711 is passed through the left and right opening windows 716 of the main body 711. It can be observed as a large screen image by the enlargement effect of the projection optical system installed inside.

【0005】図7には、HMD701を中心光軸に沿っ
て切断したときの断面を示している。702は入力され
た画像情報に応じて駆動され、照明光線を透過させるこ
とで画像を表示する透過型の画像表示素子であり、ここ
では液晶表示素子(LCD)を用いている。
FIG. 7 shows a cross section when the HMD 701 is cut along the central optical axis. Reference numeral 702 denotes a transmission-type image display element that is driven according to input image information and displays an image by transmitting an illumination light beam. Here, a liquid crystal display element (LCD) is used.

【0006】703はLCD702に照明光を照射する
バックライトであり、平面型の蛍光管が使用されてい
る。704はLCD702およびバックライト703を
駆動するための電気回路基板である。
Reference numeral 703 denotes a backlight for irradiating the LCD 702 with illumination light, and a flat fluorescent tube is used. Reference numeral 704 denotes an electric circuit board for driving the LCD 702 and the backlight 703.

【0007】705はLCD702から射出した画像光
(照明光がLCD702により変調されたもの)を観察
者の眼球に拡大投射する投射プリズムである。
Reference numeral 705 denotes a projection prism for enlarging and projecting image light (illumination light modulated by the LCD 702) emitted from the LCD 702 onto the eyeball of the observer.

【0008】LCD702から射出した画像光は、まず
投射プリズム705の第1の面706を透過し、第2の
面707で反射する。このとき、第2の面707におけ
る光線有効径の範囲内では光線の全反射条件を満足して
おり、入射した画像光線はほぼすべて反射される。
[0008] The image light emitted from the LCD 702 first passes through the first surface 706 of the projection prism 705 and is reflected by the second surface 707. At this time, within the range of the effective beam diameter on the second surface 707, the condition for total reflection of light beams is satisfied, and almost all incident image light beams are reflected.

【0009】また、第2の面707で反射された画像光
は、プリズム705の第3の面708で再び反射され
る。この第3の面708は、光線の全反射条件を満たし
ておらず、第3の面708には光線を反射するための反
射膜が形成されている。
The image light reflected on the second surface 707 is reflected again on the third surface 708 of the prism 705. The third surface 708 does not satisfy the condition for total reflection of light rays, and a reflection film for reflecting light rays is formed on the third surface 708.

【0010】第3の面708で反射した画像光は、投射
プリズム705の第2の面707を透過してマスク70
9で不要な光線がカットされた後、観察者の眼球に投射
される。
[0010] The image light reflected on the third surface 708 passes through the second surface 707 of the projection prism 705 and passes through the mask 70.
After unnecessary light rays are cut at 9, the light rays are projected on the eyeball of the observer.

【0011】上記のように、第2の面707には、画像
光の入射角度によって全反射条件を満たす部分と全反射
条件を満たさない部分とがある。このとき、全反射条件
を満たす部分は、投射プリズム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されてい
る。
As described above, the second surface 707 has a portion satisfying the total reflection condition and a portion not satisfying the total reflection condition depending on the incident angle of the image light. At this time, the portion that satisfies the condition of total reflection is designed to satisfy the condition of total reflection by utilizing the difference in the refractive index between the projection prism 705 and air.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像表示装
置は、比較的大きな画面サイズを有する透過型のLCD
を用いている。このため、投射プリズム705の第2の
面707に関して、光線の全反射条件を満たすような設
計が可能である。
The above-mentioned conventional image display apparatus is a transmissive LCD having a relatively large screen size.
Is used. Therefore, it is possible to design the second surface 707 of the projection prism 705 so as to satisfy the condition of total reflection of light rays.

【0013】しかしながら、HMDには小型化、軽量化
が強く要求され、またそれとは相反して高解像度化、大
画角化も強く要求されている。
However, the HMD is strongly required to be smaller and lighter, and conversely, is required to have a higher resolution and a larger angle of view.

【0014】また、近年、より多くの情報を表示するた
め、入射光を反射することで画像情報を表示する反射型
の画像表示素子が開発されてきている。
In recent years, in order to display more information, a reflection type image display element which displays image information by reflecting incident light has been developed.

【0015】反射型画像表示素子は、小さな画面サイズ
で高解像度のものを製作可能なことが大きな特徴であ
る。具体的には、対角0.5インチ以下(12mm程
度)で、SVGA(800×600ドット)の解像度の
ものが製作可能である。
A major feature of the reflection type image display device is that a high resolution device with a small screen size can be manufactured. Specifically, a diagonal of 0.5 inch or less (about 12 mm) and a resolution of SVGA (800 × 600 dots) can be manufactured.

【0016】そして、この小さな画面サイズの反射型画
像表示素子を用いて観察者に大画面の画像を提供するた
め、光学素子である投射プリズムには、高い拡大倍率が
要求される。
In order to provide an observer with a large-screen image using the small-sized reflective image display device, a high magnification is required for the projection prism as an optical element.

【0017】しかしながら、このような場合、投射プリ
ズム705の第2の面707の上側で、第1の面706
を透過してきた光線の全反射条件を満たす設計が難しく
なり、投射プリズム705の第2の面707には、第1
の面706を透過してきた光線に対して全反射条件を満
たす領域709(a)と全反射条件を満たさない領域7
09(b)とが存在するようになる。
However, in such a case, the first surface 706 is located above the second surface 707 of the projection prism 705.
Therefore, it is difficult to design to satisfy the condition of total reflection of the light beam transmitted through the first prism 705.
Region 709 (a) that satisfies the condition of total reflection for the light beam transmitted through the surface 706 of FIG.
09 (b) is present.

【0018】この第2の面707の全反射条件を満たさ
ない領域に、反射膜を蒸着することで光線を全反射させ
る構成も考えられる。しかしながら、この場合、光線の
有効径内に蒸着膜のエッジが存在し、図8に示すよう
に、そのエッジEが観察者に観察され、表示画像の品位
が著しく低下する。
A configuration is also conceivable in which a reflection film is deposited on a region of the second surface 707 which does not satisfy the total reflection condition, thereby totally reflecting light rays. However, in this case, the edge of the vapor-deposited film exists within the effective diameter of the light beam, and as shown in FIG. 8, the edge E is observed by the observer, and the quality of the displayed image is significantly reduced.

【0019】また、第2の面705における全反射条件
を満たす領域も含めて有効径内全面に反射膜を蒸着する
構成も考えられる。
Further, a configuration is also conceivable in which a reflective film is vapor-deposited on the entire surface within the effective diameter including the region satisfying the total reflection condition on the second surface 705.

【0020】しかしながら、第2の面705において第
1の面706を透過してきた光線が反射する有効径領域
と、第3の面708で反射してきた光線が透過して観察
者の眼球に投射される領域とがオーバーラップしてお
り、有効径全体に反射膜を蒸着すると、光線が透過せず
に観察者が画像を観察することができなくなる等の問題
が生ずる。
However, the effective diameter area where the light beam transmitted through the first surface 706 is reflected on the second surface 705 and the light beam reflected on the third surface 708 is transmitted and projected to the observer's eyeball. When the reflective film is deposited over the entire effective diameter, there arises a problem that the light beam does not transmit and the observer cannot observe the image.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願第1の発明では、供給された信号に対応した
画像を表示する画像表示素子と、この画像表示素子から
射出された画像光を反射して観察者の眼球に投射する投
射光学素子とを有する画像表示装置において、投射光学
素子の反射面に、画像光に対して全反射条件を満たす第
1の領域と全反射条件を満たさない第2の領域とがあ
り、画像表示素子から投射光学素子に入射する画像光の
うち、上記第1の領域で反射することとなる光線の輝度
を、上記第2の領域で反射することとなる光線の輝度よ
りも低くする輝度調節手段を設けている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image display element for displaying an image corresponding to a supplied signal, and an image emitted from the image display element. In an image display apparatus having a projection optical element for reflecting light and projecting the light onto an eyeball of an observer, a first area satisfying a total reflection condition for image light and a total reflection condition are formed on a reflection surface of the projection optical element. There is a second area that is not satisfied, and of the image light that enters the projection optical element from the image display element, the luminance of a light beam that is to be reflected by the first area is reflected by the second area. Brightness adjusting means for lowering the brightness of the light beam.

【0022】すなわち、NDフィルタ等の輝度調節手段
によって、投射光学素子における上記第1の領域で反射
することとなる画像光(光線)の輝度を、上記第2の領
域で反射することとなる画像光(光線)の輝度よりも低
くしておくことにより、上記第1の領域で反射して観察
者の眼球に投射される画像光と上記第2の領域で反射し
て観察者の眼球に投射される画像光との輝度差を小さく
若しくはほぼなくすることを可能としている。このた
め、投射光学素子に対して鑑賞視野中に蒸着膜のエッジ
等を生じさせるような処理を行わずに、明るさ分布に違
和感のない若しくは明るさ分布が均一な高品位な表示画
像を提供することが可能となる。
That is, the brightness of the image light (light ray) reflected by the first area in the projection optical element is changed by the brightness adjusting means such as an ND filter into the image reflected by the second area. By making the luminance lower than the brightness of the light (light ray), the image light reflected on the first area and projected on the observer's eyeball and the image light reflected on the second area and projected on the observer's eyeball It is possible to reduce or almost eliminate the luminance difference from the image light to be performed. For this reason, a high-quality display image without a sense of incongruity in the brightness distribution or a uniform brightness distribution is provided without performing a process for generating an edge of the vapor-deposited film in the viewing field of the projection optical element. It is possible to do.

【0023】また、本願第2の発明では、照明光源と、
供給された信号に対応した画像を表示して照明光源から
の照明光を変調する画像表示素子と、この画像表示素子
から射出された画像光を反射して観察者の眼球に投射す
る投射光学素子とを有する画像表示装置において、画像
光に対して全反射条件を満たす第1の領域と全反射条件
を満たさない第2の領域とがあり、照明光源から画像表
示素子に照射される照明光のうち、上記第1の領域で反
射する画像光に変調されることとなる光線の輝度よりも
前記第2の領域で反射する画像光に変調されることとな
る光線の輝度を低くしている。
In the second invention of the present application, the illumination light source includes:
An image display element for displaying an image corresponding to the supplied signal and modulating the illumination light from the illumination light source, and a projection optical element for reflecting the image light emitted from the image display element and projecting the image light on the eyeball of the observer In the image display device having: a first region that satisfies the total reflection condition with respect to the image light, and a second region that does not satisfy the total reflection condition with respect to the image light. Among them, the brightness of the light beam to be modulated by the image light reflected by the second region is lower than the brightness of the light beam to be modulated by the image light reflected by the first region.

【0024】すなわち、投射光学素子における上記第1
の領域で反射する画像光に画像表示素子によって変調さ
れることとなる照明光(光線)の輝度を、上記第2の領
域で反射する画像光に画像表示素子によって変調される
こととなる照明光(光線)の輝度よりも低くしておくこ
とにより、上記第1の領域で反射して観察者の眼球に投
射される画像光と上記第2の領域で反射して観察者の眼
球に投射される画像光との輝度差を小さく若しくはほぼ
なくすることを可能としている。このため、投射光学素
子に対して鑑賞視野中に蒸着膜のエッジ等を生じさせる
ような処理を行わずに、明るさ分布に違和感のない若し
くは明るさ分布が均一な高品位な表示画像を提供するこ
とが可能となる。
That is, in the projection optical element, the first
The brightness of the illumination light (light ray) to be modulated by the image display element on the image light reflected by the area, and the illumination light to be modulated by the image display element on the image light reflected by the second area. By making the luminance lower than the (light) luminance, the image light reflected on the first area and projected on the observer's eyeball and the image light reflected on the second area and projected on the observer's eyeball This makes it possible to reduce or almost eliminate the luminance difference from the image light. For this reason, a high-quality display image without a sense of incongruity in the brightness distribution or a uniform brightness distribution is provided without performing a process for generating an edge of the vapor-deposited film in the viewing field of the projection optical element. It is possible to do.

【0025】なお、上記第2の発明においては、NDフ
ィルタ等の輝度調節手段を用いて上記第1の領域で反射
する画像光に変調されることとなる照明光の輝度を低く
するようにしてもよい。
In the second aspect of the present invention, the brightness of the illumination light, which is modulated into the image light reflected by the first area, is reduced by using a brightness adjusting means such as an ND filter. Is also good.

【0026】また、上記第1および第2の発明におい
て、投射光学素子が筐体内に収容されている場合に、投
射光学素子の反射面のうち上記第2の領域を透過した光
が筐体の内面で反射するのを防止する反射防止手段を設
けて、迷光やフレア等の要因となる筐体内面での反射光
の発生を抑えるようにしてもよい。
In the first and second aspects of the present invention, when the projection optical element is housed in the housing, light transmitted through the second area of the reflection surface of the projection optical element is transmitted to the housing. An anti-reflection means for preventing reflection on the inner surface may be provided to suppress the generation of reflected light on the inner surface of the housing, which causes factors such as stray light and flare.

【0027】[0027]

【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HMD(画像表示装置)101
の構成を示しており、HMD101を観察光軸に平行な
断面で切断して示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 shows an HMD (image display device) 101 according to a first embodiment of the present invention.
The HMD 101 is cut along a cross section parallel to the observation optical axis.

【0028】この図において、102は供給された画像
信号に応じて駆動され、入射した照明光を反射および変
調して射出することで画像を表示する画像表示素子であ
り、本実施形態では、反射型の液晶表示素子(LCD)
を用いている。
In this figure, reference numeral 102 denotes an image display element which is driven in accordance with a supplied image signal and which displays an image by reflecting and modulating incident illumination light and emitting the same. Liquid crystal display (LCD)
Is used.

【0029】103は画像表示素子102を照明するた
めの照明光源であり、本実施形態では、LEDを用いて
いる。
Reference numeral 103 denotes an illumination light source for illuminating the image display element 102. In this embodiment, an LED is used.

【0030】104はLED103から射出された照明
光を反射し、略平行光とするための反射部材である。L
ED103から射出した照明光の一部は、反射部材10
4で反射して略平行光となって偏光板105に入射す
る。偏光板105に入射した照明光は直線偏光に変換さ
れた後、照明プリズム106に入射する。
Reference numeral 104 denotes a reflecting member for reflecting the illumination light emitted from the LED 103 to make it substantially parallel light. L
A part of the illumination light emitted from the ED 103 is
The light is reflected at 4 and becomes substantially parallel light, and enters the polarizing plate 105. The illumination light that has entered the polarizing plate 105 is converted into linearly polarized light, and then enters the illumination prism 106.

【0031】略平行光となった照明光は、照明プリズム
106の第1の面106(a)に入射し屈折する。つい
で第2の面106(b)に到達して全反射される。第2
の面106(b)は、照明光に対して全反射条件を満た
しているため、照明光はほぼ全て反射して、第3の面1
06(c)を透過し、反射型LCD102に入射する。
The illumination light, which has become substantially parallel light, enters the first surface 106 (a) of the illumination prism 106 and is refracted. Next, the light reaches the second surface 106 (b) and is totally reflected. Second
Since the surface 106 (b) satisfies the condition of total reflection with respect to the illumination light, almost all the illumination light is reflected, and the third surface 1 (b) is reflected.
06 (c), and enters the reflective LCD 102.

【0032】反射型LCD102は、入力された画像信
号に対応して入射光線の偏光方向をコントロールし、画
像を表示させる。
The reflection type LCD 102 controls the polarization direction of the incident light beam according to the input image signal to display an image.

【0033】なお、このHMD101には、LCD10
2に表示させる画像に対応した画像情報が、パーソナル
コンピュータ、ビデオ、テレビ、DVDプレーヤー等の
画像情報供給装置から供給される。
The HMD 101 includes an LCD 10
2 is supplied from an image information supply device such as a personal computer, a video, a television, or a DVD player.

【0034】反射型LCD102にて反射し射出した光
線(画像情報を含む画像光)は、再び照明プリズム10
6の第3の面106(c)に入射し、第2の面106
(b)を透過して照明プリズム106から射出する。そ
の後、画像光は、射出偏光板107を透過する際に画像
情報成分のみが透過し、観察プリズム(投射光学素子)
108に入射する。
Light rays (image light including image information) reflected and emitted by the reflection type LCD 102 are again emitted to the illumination prism 10.
6 is incident on the third surface 106 (c) of FIG.
The light passes through (b) and exits from the illumination prism 106. Thereafter, when the image light is transmitted through the exit polarizing plate 107, only the image information component is transmitted, and the observation prism (projection optical element)
108.

【0035】観察プリズム108の第1の面108
(a)に入射した画像光は、第2の面108(b)の上
側寄りの部分で反射される。第2の面108(b)にて
反射した画像光は、第3の面108(c)で再び反射し
た後、第2の面108(b)の下側寄りの部分を透過し
て、観察者の眼球(図示せず)に導かれる。
The first surface 108 of the observation prism 108
The image light incident on (a) is reflected by the upper portion of the second surface 108 (b). The image light reflected on the second surface 108 (b) is reflected again on the third surface 108 (c), and then passes through a lower portion of the second surface 108 (b) to be observed. Is guided to the eyeball (not shown) of the person.

【0036】そして、画像光は、このような透過、反
射、反射、透過を繰り返す間に反射型LCD102に表
示された画像が拡大される作用を受け、観察者は大画面
の画像を観察することができる。
The image light is subjected to the function of enlarging the image displayed on the reflection type LCD 102 during such repeated transmission, reflection, reflection, and transmission, so that the observer can observe the image on the large screen. Can be.

【0037】ここで、本実施形態にて用いている反射型
LCD102は、小さな画面サイズで高解像度のLCD
であり、具体的には対角0.5インチ以下(12mm程
度)で、SVGA(800×600ドット)の解像度を
有する。この小さな画面サイズの反射型LCD102を
用いて観察者に大画面の映像を提供するため、本実施形
態の観察プリズム108には高い拡大倍率が要求され
る。
Here, the reflection type LCD 102 used in this embodiment is a high resolution LCD with a small screen size.
More specifically, the diagonal is 0.5 inch or less (about 12 mm) and has a resolution of SVGA (800 × 600 dots). In order to provide an observer with a large screen image using the reflective LCD 102 having the small screen size, the observation prism 108 of the present embodiment is required to have a high magnification.

【0038】このため、観察プリズム108の第2の面
108(b)の上端付近の領域で、第1の面108
(a)を透過してきた画像光の全反射条件を満たす設計
が難しくなる。したがって、本実施形態の観察プリズム
108の第2の面108(b)には、第1の面108
(a)を透過してきた画像光に対して全反射条件を満た
す領域(第1の領域)109(a)と、全反射条件を満
たさない領域(第2の領域)109(b)とが存在す
る。
Therefore, in the region near the upper end of the second surface 108 (b) of the observation prism 108, the first surface 108
It is difficult to design the image light that has transmitted through (a) to satisfy the condition of total reflection. Therefore, the second surface 108 (b) of the observation prism 108 of the present embodiment is provided on the first surface 108 (b).
There is a region (first region) 109 (a) that satisfies the total reflection condition for the image light transmitted through (a) and a region (second region) 109 (b) that does not satisfy the total reflection condition. I do.

【0039】ここで、図2には、観察プリズム108に
使用している光学材料の入射角に対する反射率をプロッ
トしたグラフである。
FIG. 2 is a graph plotting the reflectance of the optical material used for the observation prism 108 with respect to the incident angle.

【0040】入射角θが約40°以上の浅い角度で入射
すると、入射光線は全反射する。それ以下の入射角にな
ると光線は全反射せずに一部透過するようになる。但
し、反射率は入射角に対して急峻に変化するわけではな
く、割となだらかに(すなわち、漸次)変化する。
When the incident angle θ is incident at a shallow angle of about 40 ° or more, the incident light is totally reflected. When the angle of incidence is smaller than that, the light beam is partially transmitted instead of being totally reflected. However, the reflectivity does not change steeply with respect to the incident angle, but changes relatively slowly (that is, gradually).

【0041】よって、観察される画像も、全反射条件を
満たす領域で反射した画像光により形成される部分と、
全反射条件を満たさない領域で反射した画像光により形
成される部分とで、急激に明るさが変化するわけではな
いが、輝度分布が存在する。
Therefore, the observed image also has a portion formed by the image light reflected in the region satisfying the total reflection condition,
Although the brightness does not suddenly change between the portion formed by the image light reflected in the region that does not satisfy the total reflection condition, there is a luminance distribution.

【0042】このため、観察プリズム108に入射する
画像光自体に輝度分布を持たせ、第2の面108(b)
の反射率分布による輝度分布との相殺によって、観察さ
れる画像として輝度がほぼ均一になるように、照明プリ
ズム106と観察プリズム108との間にNDフィルタ
(輝度調節手段)110を配置している。
For this reason, the image light itself incident on the observation prism 108 has a luminance distribution, and the second surface 108 (b)
The ND filter (brightness adjusting means) 110 is arranged between the illumination prism 106 and the observation prism 108 so that the brightness of the image to be observed becomes substantially uniform by canceling out the brightness distribution due to the reflectance distribution. .

【0043】ここで、図3(a)には、観察プリズム1
08の第2の面108(b)における全反射条件を満た
す領域と満たさない領域とで反射した光線の輝度分布を
示している。図中の一点鎖線の左側が全反射条件を満た
す領域で反射した光線の輝度分布であり、右側が全反射
条件を満たさない領域で反射した光線の輝度分布であ
る。
Here, FIG. 3 (a) shows the observation prism 1
08 shows the luminance distribution of light rays reflected on a region satisfying the total reflection condition and a region not satisfying the total reflection condition on the second surface 108 (b). The left side of the one-dot chain line in the figure is the luminance distribution of light rays reflected in a region satisfying the total reflection condition, and the right side is the luminance distribution of light rays reflected in a region not satisfying the total reflection condition.

【0044】この図から分かるように、全反射条件を満
たす領域で反射した光線は輝度が高く、全反射条件を満
たさない領域で反射した光線は輝度が低く、かつ光線の
入射角度が小さくなるに従って反射した光線の輝度がよ
り低くなる。
As can be seen from this figure, the light rays reflected in the area satisfying the total reflection condition have high luminance, and the light rays reflected in the area not satisfying the total reflection condition have low luminance and the incident angle of the light ray becomes smaller. The brightness of the reflected light is lower.

【0045】図3(b)には、NDフィルタ110の濃
度分布(実線)とこれを透過する画像光の輝度分布(点
線)とを示している。NDフィルタ110に関して、図
中の一点鎖線の左側が全反射条件を満たす領域で反射す
ることとなる光線が透過する部分の濃度分布であり、右
側が全反射条件を満たさない領域で反射することとなる
光線が透過する部分の濃度分布である。
FIG. 3B shows a density distribution (solid line) of the ND filter 110 and a luminance distribution (dotted line) of image light passing therethrough. Regarding the ND filter 110, the left side of the one-dot chain line in the figure is the density distribution of a portion through which light rays to be reflected in a region satisfying the total reflection condition are transmitted, and the right side is reflected in a region not satisfying the total reflection condition. This is a density distribution of a portion through which a light beam passes.

【0046】この図から分かるように、NDフィルタ1
10における全反射条件を満たす領域で反射することと
なる光線が透過する部分の濃度は高く、全反射条件を満
たさない領域で反射することとなる光線が透過する部分
の濃度は低く、かつ全反射条件を満たさない領域に入射
する光線の入射角度が小さくなる側ほど濃度が低くな
る。
As can be seen from this figure, the ND filter 1
10, the density of a portion through which light rays to be reflected in a region satisfying the total reflection condition is transmitted is high, the density of a portion through which light rays to be reflected in a region not satisfying the total reflection condition is transmitted is low, and total reflection is performed. The density becomes lower as the angle of incidence of the light beam incident on the area not satisfying the condition becomes smaller.

【0047】なお、上記一点鎖線の近傍における反射率
分布による輝度分布のなだらかな変化に合わせて、ND
フィルタ110における高濃度領域から低濃度領域にか
けての濃度分布の変化もなだらかになっている。
In accordance with the gentle change in the luminance distribution due to the reflectance distribution near the dashed line, ND
The change in the density distribution of the filter 110 from the high density area to the low density area is also gentle.

【0048】そしてこれにより、NDフィルタ110を
透過した画像光のうち、全反射条件を満たす領域で反射
することとなる光線の輝度は低く、全反射条件を満たさ
ない領域で反射することとなる光線の輝度は高く、かつ
この光線の全反射条件を満たさない領域への入射角度が
小さくなる側ほど輝度は高くなる。
As a result, of the image light transmitted through the ND filter 110, the brightness of the light rays that will be reflected in the area that satisfies the condition of total reflection is low, and the light rays that will be reflected in the area that does not satisfy the condition of total reflection. Has a higher luminance, and the luminance becomes higher as the angle of incidence on a region where the total reflection condition of the light ray is not satisfied becomes smaller.

【0049】したがって、図3(c)に示すように、N
Dフィルタ110を透過して観察プリズム108に入射
する画像光の輝度分布と、第2の面108(b)の反射
率分布による輝度分布とが相殺されて、画像全体の輝度
(照度)がほぼ均一になる。
Therefore, as shown in FIG.
The luminance distribution of the image light that passes through the D filter 110 and enters the observation prism 108 and the luminance distribution due to the reflectance distribution of the second surface 108 (b) are canceled out, and the luminance (illuminance) of the entire image is substantially reduced. Become uniform.

【0050】また、観察プリズム108の第2の面10
8(b)では、光線の入射角にもよるが、全反射条件を
満たさない領域109(b)でも約2〜3割以上の光線
が反射し、観察者の眼球に導かれる。しかし、残りの約
7〜8割の光線は、全反射条件を満たさない領域109
(b)を透過して射出し、この射出した観察プリズム1
08の第2の面108(b)を透過した光線は、後カバ
ー(筐体)111の内面に到達する。
The second surface 10 of the observation prism 108
In FIG. 8B, about 20 to 30% or more of the light rays are reflected in the region 109 (b) where the total reflection condition is not satisfied, depending on the incident angle of the light rays, and guided to the eyeball of the observer. However, about 70 to 80% of the remaining rays are in the region 109 which does not satisfy the total reflection condition.
(B) is transmitted and emitted, and the emitted observation prism 1
The light beam transmitted through the second surface 108 (b) of FIG. 08 reaches the inner surface of the rear cover (casing) 111.

【0051】本実施形態では、この光線が到達する筐体
111の内面に光線の反射防止手段として遮光線形状1
12を形成している。これにより、後ろカバー111に
到達した光線は遮光線形状112で乱反射し、再び観察
プリズム108に入射することがない。
In the present embodiment, the light-shielding line shape 1
12 are formed. Accordingly, the light beam that has reached the rear cover 111 is irregularly reflected by the light-shielding line shape 112 and does not enter the observation prism 108 again.

【0052】したがって、後ろカバー111で反射して
再び観察プリズム108に入射した光線がプリズム10
8内で反射を繰り返す迷光となって観察者の眼球に射出
し、フレアとして観察されることによる画像の品位の低
下を防止できる。
Therefore, the light reflected by the rear cover 111 and incident again on the observation prism 108 is reflected by the prism 10.
It becomes stray light that repeats reflection within 8 and is emitted to the observer's eyeball, thereby preventing deterioration in image quality due to being observed as a flare.

【0053】(第2実施形態)図4には、本発明の第2
実施形態であるHMD(画像表示装置)101の構成を
示しており、HMD101を観察光軸に平行な断面で切
断して示している。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、第1実施形態と同符号
を付す。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
1 illustrates a configuration of an HMD (image display device) 101 according to an embodiment, in which the HMD 101 is cut along a cross section parallel to an observation optical axis. In the present embodiment, components common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

【0054】本実施形態では、第1実施形態にて画像光
の輝度分布を調節するNDフィルタ110を取り除き、
LED103と照明プリズム106との間、すなわちL
ED103からLCD102に至る照明光の光路内にN
Dフィルタ(輝度調節手段)130を配置している。
In this embodiment, the ND filter 110 for adjusting the luminance distribution of the image light in the first embodiment is removed.
Between the LED 103 and the illumination prism 106, ie, L
N in the optical path of the illumination light from the ED 103 to the LCD 102
A D filter (luminance adjusting means) 130 is provided.

【0055】ここで、図5(a)には、観察プリズム1
08の第2の面108(b)における全反射条件を満た
す領域と満たさない領域とで反射した光線の輝度分布を
示している。図中の一点鎖線の左側が全反射条件を満た
す領域で反射した光線の輝度分布であり、右側が全反射
条件を満たさない領域で反射した光線の輝度分布であ
る。
Here, FIG. 5 (a) shows the observation prism 1
08 shows the luminance distribution of light rays reflected on a region satisfying the total reflection condition and a region not satisfying the total reflection condition on the second surface 108 (b). The left side of the one-dot chain line in the figure is the luminance distribution of light rays reflected in a region satisfying the total reflection condition, and the right side is the luminance distribution of light rays reflected in a region not satisfying the total reflection condition.

【0056】この図から分かるように、全反射条件を満
たす領域で反射した光線は輝度が高く、全反射条件を満
たさない領域で反射した光線は輝度が低く、かつ光線の
入射角度が小さくなるに従って反射した光線の輝度がよ
り低くなる。
As can be seen from the figure, the light rays reflected in the area satisfying the total reflection condition have high luminance, and the light rays reflected in the area not satisfying the total reflection condition have low luminance and the incident angle of the light ray decreases. The brightness of the reflected light is lower.

【0057】図5(b)には、NDフィルタ130の濃
度分布(実線)とこれを透過する照明光の輝度分布(点
線)とを示している。NDフィルタ130に関して、図
中の一点鎖線の左側が全反射条件を満たす領域で反射す
ることとなる光線が透過する部分の濃度分布であり、右
側が全反射条件を満たさない領域で反射することとなる
光線が透過する部分の濃度分布である。
FIG. 5B shows a density distribution (solid line) of the ND filter 130 and a luminance distribution (dotted line) of illumination light passing therethrough. Regarding the ND filter 130, the left side of the one-dot chain line in the figure is a density distribution of a portion through which light rays to be reflected in a region satisfying the total reflection condition are transmitted, and the right side is reflected in a region not satisfying the total reflection condition. This is a density distribution of a portion through which a light beam passes.

【0058】この図から分かるように、NDフィルタ1
30における全反射条件を満たす領域で反射することと
なる光線が透過する部分の濃度は高く、全反射条件を満
たさない領域で反射することとなる光線が透過する部分
の濃度は低く、かつ全反射条件を満たさない領域に入射
する光線の入射角度が小さくなる側ほど濃度が低くな
る。
As can be seen from this figure, the ND filter 1
The density of a portion where light rays to be reflected in a region satisfying the total reflection condition in 30 is transmitted is high, the density of a portion of a light beam to be reflected in a region not satisfying the total reflection condition is transmitted is low, and total reflection is performed. The density becomes lower as the angle of incidence of the light beam incident on the area not satisfying the condition becomes smaller.

【0059】なお、上記一点鎖線の近傍における反射率
分布による輝度分布のなだらかな変化に合わせて、ND
フィルタ130の高濃度領域から低濃度領域にかけての
濃度分布の変化もなだらかになっている。
In accordance with the gentle change in the luminance distribution due to the reflectance distribution near the dashed line, ND
The change in the density distribution of the filter 130 from the high density region to the low density region is also gentle.

【0060】そしてこれにより、NDフィルタ130を
透過した照明光のうち、全反射条件を満たす領域で反射
することとなる光線の輝度は低く、全反射条件を満たさ
ない領域で反射することとなる光線の輝度は高く、かつ
この光線の全反射条件を満たさない領域への入射角度が
小さくなる側ほど輝度は高くなる。
As a result, of the illumination light transmitted through the ND filter 130, the brightness of the light rays that will be reflected in the area that satisfies the condition of total reflection is low, and the light rays that will be reflected in the area that does not satisfy the condition of total reflection. Has a higher luminance, and the luminance becomes higher as the angle of incidence on a region where the total reflection condition of the light ray is not satisfied becomes smaller.

【0061】したがって、LCD102から射出される
画像光の輝度分布が照明光の輝度分布に対応して決ま
り、観察プリズム108に入射する画像光の輝度分布
と、第2の面108(b)の反射率分布による輝度分布
とが相殺されて、図5(c)に示すように、画像全体の
輝度(照度)がほぼ均一になる。
Accordingly, the luminance distribution of the image light emitted from the LCD 102 is determined according to the luminance distribution of the illumination light, and the luminance distribution of the image light incident on the observation prism 108 and the reflection of the second surface 108 (b). The luminance distribution due to the rate distribution is canceled, and the luminance (illuminance) of the entire image becomes substantially uniform, as shown in FIG.

【0062】また、本実施形態では、第1実施形態のよ
うに後ろカバー111に遮光線形状112を形成する代
わりに、反射防止手段としてフェルト部材113を貼り
付けている。
In the present embodiment, instead of forming the light-shielding line shape 112 on the rear cover 111 as in the first embodiment, a felt member 113 is adhered as antireflection means.

【0063】フェルト部材112は、写真レンズ鏡筒の
内側に反射防止部材として一般的に用いられている素材
であり、高い反射防止効果を期待できる。
The felt member 112 is a material generally used as an anti-reflection member inside the photographic lens barrel, and a high anti-reflection effect can be expected.

【0064】図4に示すように、観察プリズム108を
透過した光線は、フェルト部材113で吸収されるた
め、反射光が再びプリズム108内に入射してフレアと
して観察されることによる画像の品位低下を防ぐことが
できる。
As shown in FIG. 4, since the light beam transmitted through the observation prism 108 is absorbed by the felt member 113, the reflected light enters the prism 108 again and is observed as a flare. Can be prevented.

【0065】(第3実施形態)上記第2実施形態では、
観察プリズム108の第2の面108(b)の反射率分
布による輝度分布を相殺するために照明光路内にNDフ
ィルタ130を配置した場合について説明したが、LE
D103と反射部材104の形状を適宜変更し、照明光
の輝度分布を図3(b)に示すようなものとすることに
より、第2の面108(b)の反射率分布による輝度分
布を相殺して画像全体の輝度をほぼ均一にするようにし
てもよい。
(Third Embodiment) In the second embodiment,
The case where the ND filter 130 is disposed in the illumination light path to cancel the luminance distribution due to the reflectance distribution of the second surface 108 (b) of the observation prism 108 has been described.
By appropriately changing the shapes of D103 and the reflecting member 104 to make the luminance distribution of the illumination light as shown in FIG. 3B, the luminance distribution due to the reflectance distribution of the second surface 108 (b) is canceled. Then, the brightness of the entire image may be made substantially uniform.

【0066】また、LED103からLCD102に至
る照明光の光路内に別のレンズ系を追加することで、照
明光に輝度分布を持たせ、第2の面108(b)の反射
率分布による輝度分布を相殺して画像全体の輝度をほぼ
均一にするようにしてもよい。
Further, by adding another lens system in the optical path of the illuminating light from the LED 103 to the LCD 102, the illuminating light has a luminance distribution, and the luminance distribution based on the reflectance distribution of the second surface 108 (b). May be canceled to make the luminance of the entire image substantially uniform.

【0067】さらに、上記第2実施形態では、反射防止
部材としてフェルト部材を用いる場合について説明した
が、光線の反射を防止する部材であれば他の部材を用い
てもよい。
Further, in the second embodiment, the case where the felt member is used as the anti-reflection member has been described. However, other members may be used as long as the member prevents reflection of light rays.

【0068】また、上記各実施形態では、最終的に観察
される画像を形成する、観察プリズム108の第2の面
108(b)における全反射条件を満たす領域で反射し
た画像光の輝度と全反射条件を満たさない領域で反射し
た画像光の輝度とが均一になるようにNDフィルタの濃
度設定等を行った場合について説明したが、全反射条件
を満たす領域で反射した画像光の輝度と全反射条件を満
たさない領域で反射した画像光の輝度とに多少の差があ
っても、観察者に違和感のない範囲であればよく、その
ようなNDフィルタの濃度設定等を行ってもよい。
Further, in each of the above embodiments, the brightness and total brightness of the image light reflected on the second surface 108 (b) of the observation prism 108, which forms the image to be finally observed, which satisfies the condition of total reflection, are obtained. The case where the density of the ND filter is set so that the luminance of the image light reflected in the area that does not satisfy the reflection condition is uniform has been described. Even if there is a slight difference between the brightness of the image light reflected in the region that does not satisfy the reflection condition and the brightness of the image light, it is sufficient that the brightness does not cause any discomfort to the observer, and such ND filter density setting may be performed.

【0069】また、上記各実施形態では、反射型の画像
表示素子を用いた場合について説明したが、本発明は透
過型の画像表示素子や照明系が不要である自発光型の画
像表示素子を用いた場合にも適用することができる。
In each of the above embodiments, the case where a reflection type image display element is used has been described. However, the present invention relates to a transmission type image display element or a self-luminous type image display element which does not require an illumination system. The same can be applied when used.

【0070】[0070]

【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、NDフィルタ等の輝度調節手段によって、投射
光学素子における全反射条件を満たす第1の領域で反射
することとなる画像光(光線)の輝度を、全反射条件を
満たさない第2の領域で反射することとなる画像光(光
線)の輝度よりも低くしておくので、上記第1の領域で
反射して観察者の眼球に投射される画像光と上記第2の
領域で反射して観察者の眼球に投射される画像光との輝
度差を小さく若しくはほぼなくすることができる。この
ため、投射光学素子に対して鑑賞視野中に蒸着膜のエッ
ジ等を生じさせるような処理を行わずに、明るさ分布に
違和感のない若しくは明るさ分布が均一な高品位な表示
画像を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the image light reflected by the first area satisfying the total reflection condition in the projection optical element by the brightness adjusting means such as the ND filter. Since the brightness of the (light) is set lower than the brightness of the image light (light) that is reflected in the second area that does not satisfy the condition of total reflection, the light is reflected in the first area and is reflected by the observer. The brightness difference between the image light projected on the eyeball and the image light reflected on the second region and projected on the observer's eyeball can be reduced or almost eliminated. For this reason, a high-quality display image without a sense of incongruity in the brightness distribution or a uniform brightness distribution is provided without performing a process for generating an edge of the vapor-deposited film in the viewing field of the projection optical element. can do.

【0071】また、本願第2の発明によれば、投射光学
素子における全反射条件を満たす第1の領域で反射する
画像光に画像表示素子によって変調されることとなる照
明光(光線)の輝度を、全反射条件を満たさない第2の
領域で反射する画像光に画像表示素子によって変調され
ることとなる照明光(光線)の輝度よりも低くしておく
ので、上記第1の領域で反射して観察者の眼球に投射さ
れる画像光と上記第2の領域で反射して観察者の眼球に
投射される画像光との輝度差を小さく若しくはほぼなく
することができる。このため、投射光学素子に対して鑑
賞視野中に蒸着膜のエッジ等を生じさせるような処理を
行わずに、明るさ分布に違和感のない若しくは明るさ分
布が均一な高品位な表示画像を提供することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, the luminance of the illumination light (light ray) to be modulated by the image display element to the image light reflected in the first area satisfying the total reflection condition in the projection optical element. Is made lower than the luminance of the illumination light (light ray) that is modulated by the image display element into the image light reflected by the second area that does not satisfy the total reflection condition, so that the light is reflected by the first area. As a result, the difference in brightness between the image light projected on the observer's eye and the image light reflected on the second region and projected on the observer's eye can be reduced or almost eliminated. For this reason, a high-quality display image without a sense of incongruity in the brightness distribution or a uniform brightness distribution is provided without performing a process for generating an edge of the vapor-deposited film in the viewing field of the projection optical element. can do.

【0072】また、上記第1および第2の発明におい
て、投射光学素子が筐体内に収容されている場合に、投
射光学素子の反射面のうち上記第2の領域を透過した光
が筐体の内面で反射するのを防止する反射防止手段を設
ければ、迷光やフレア等の要因となる筐体内面での反射
光の発生を抑えることができ、より高品位な表示画像を
提供することができる。
In the first and second aspects of the present invention, when the projection optical element is housed in the housing, light transmitted through the second region on the reflection surface of the projection optical element is transmitted to the housing. If anti-reflection means for preventing reflection on the inner surface is provided, it is possible to suppress the generation of reflected light on the inner surface of the housing, which causes factors such as stray light and flare, and to provide a higher quality display image. it can.

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

【図1】本発明の第1実施形態であるHMDの断面図。FIG. 1 is a sectional view of an HMD according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記HMDの観察プリズムへの光線の入射角と
反射率との関係を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an incident angle of a light beam on an observation prism of the HMD and a reflectance.

【図3】上記HMDの観察プリズムにて反射した画像光
の輝度分布(a)、NDフィルタの濃度分布(b)およ
び観察画像の輝度分布(c)を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a luminance distribution (a) of image light reflected by an observation prism of the HMD, a density distribution (b) of an ND filter, and a luminance distribution (c) of an observation image.

【図4】本発明の第2実施形態であるHMDの断面図。FIG. 4 is a sectional view of an HMD according to a second embodiment of the present invention.

【図5】上記第2実施形態のHMDの観察プリズムにて
反射した画像光の輝度分布(a)、NDフィルタの濃度
分布(b)および観察画像の輝度分布(c)を示す模式
図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a luminance distribution (a) of image light reflected by an observation prism of the HMD according to the second embodiment, a density distribution (b) of an ND filter, and a luminance distribution (c) of an observation image.

【図6】従来のHMDの外観斜視図。FIG. 6 is an external perspective view of a conventional HMD.

【図7】従来のHMDの断面図。FIG. 7 is a sectional view of a conventional HMD.

【図8】従来のHMDにおいて視野内に見える蒸着膜の
エッジを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing edges of a deposited film seen in a visual field in a conventional HMD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 HMD 102 画像表示素子(反射型LCD) 103 LED 104 反射部材 105 偏光板 106 照明プリズム 107 射出偏光板 108 観察プリズム 109a (観察プリズムの第2の面における)全反射
条件を満たす領域 109b (観察プリズムの第2の面における)全反射
条件を満たさない領域 110,130 NDフィルタ 111 後ろカバー 112 遮光線形状 113 フェルト部材 701 HMD 702 画像表示素子 703 バックライト 704 電気回路基板 705 プリズム 709 マスク
101 HMD 102 Image display element (reflection type LCD) 103 LED 104 Reflecting member 105 Polarizer 106 Illumination prism 107 Emission polarizer 108 Observation prism 109a Region satisfying the total reflection condition (on the second surface of the observation prism) 109b (Observation prism) 110, 130 ND filter 111 Back cover 112 Light-shielding line shape 113 Felt member 701 HMD 702 Image display element 703 Backlight 704 Electric circuit board 705 Prism 709 Mask

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 供給された信号に対応した画像を表示す
る画像表示素子と、 この画像表示素子から射出された画像光を反射して観察
者の眼球に投射する投射光学素子とを有する画像表示装
置であって、 前記投射光学素子の反射面に、画像光に対して全反射条
件を満たす第1の領域と全反射条件を満たさない第2の
領域とがあり、 前記画像表示素子から前記投射光学素子に入射する画像
光のうち、前記第1の領域で反射することとなる光線の
輝度を、前記第2の領域で反射することとなる光線の輝
度よりも低くする輝度調節手段を有することを特徴とす
る画像表示装置。
1. An image display comprising: an image display element for displaying an image corresponding to a supplied signal; and a projection optical element for reflecting image light emitted from the image display element and projecting the reflected image light onto an eyeball of an observer. An apparatus, comprising: a first area that satisfies a total reflection condition for image light and a second area that does not satisfy a total reflection condition on a reflection surface of the projection optical element; It has brightness adjustment means for lowering the brightness of the light beam reflected on the first area out of the image light incident on the optical element, than the brightness of the light beam reflected on the second area. An image display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記輝度調節手段がNDフィルタである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
2. The image display device according to claim 1, wherein said brightness adjusting means is an ND filter.
【請求項3】 前記NDフィルタの濃度が、画像光のう
ち前記第1の領域で反射することとなる光線が透過する
部分から前記第2の領域で反射することとなる光線が透
過する部分にかけて漸次変化することを特徴とする請求
項2に記載の画像表示装置。
3. The density of the ND filter ranges from a portion of the image light that transmits light rays reflected by the first region to a portion of the image light that transmits light beams reflected by the second region. The image display device according to claim 2, wherein the image display device changes gradually.
【請求項4】 前記投射光学素子が、第1,第2および
第3の面を備え、前記第1の面から入射した画像光を前
記第2の面における前記第1および第2の領域と前記第
3の面とで順次反射し、この第3の面で反射した画像光
を前記第2の面を透過させて射出する光学素子であるこ
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。
4. The projection optical element includes first, second, and third surfaces, and transmits image light incident from the first surface to the first and second regions on the second surface. 4. The optical element according to claim 1, wherein the optical element sequentially reflects on the third surface and transmits the image light reflected on the third surface through the second surface for emission. An image display device according to claim 1.
【請求項5】 照明光源と、供給された信号に対応した
画像を表示して前記照明光源からの照明光を変調する画
像表示素子と、この画像表示素子から射出された画像光
を反射して観察者の眼球に投射する投射光学素子とを有
する画像表示装置であって、 前記投射光学素子の反射面に、画像光に対して全反射条
件を満たす第1の領域と全反射条件を満たさない第2の
領域とがあり、 前記照明光源から前記画像表示素子に照射される照明光
のうち、前記第1の領域で反射する画像光に変調される
こととなる光線の輝度よりも前記第2の領域で反射する
画像光に変調されることとなる光線の輝度を低くしたこ
とを特徴とする画像表示装置。
5. An illumination light source, an image display element for displaying an image corresponding to a supplied signal to modulate illumination light from the illumination light source, and an image light emitted from the image display element for reflecting the image light. An image display device having a projection optical element for projecting an eyeball of an observer, wherein a reflection area of the projection optical element does not satisfy a first region that satisfies a condition of total reflection of image light and a condition of a total reflection. A second region, wherein, of the illumination light emitted from the illumination light source to the image display element, the luminance of the second light is higher than the luminance of a light beam to be modulated into image light reflected by the first region. An image display device characterized in that the luminance of a light beam that is modulated into image light reflected by the region is reduced.
【請求項6】 前記照明光源から前記画像表示素子に至
る照明光の光路内に、前記照明光源から前記画像表示素
子に照射される照明光のうち、前記第1の領域で反射す
る画像光に変調されることとなる光線の輝度よりも前記
第2の領域で反射する画像光に変調されることとなる光
線の輝度を低くする輝度調節手段を配置したことを特徴
とする請求項5に記載の画像表示装置。
6. An illumination light emitted from the illumination light source to the image display device in an optical path of the illumination light from the illumination light source to the image display device, to an image light reflected by the first region. 6. A brightness adjusting means for lowering the brightness of a light beam to be modulated by the image light reflected by the second area than the brightness of a light beam to be modulated. Image display device.
【請求項7】 前記輝度調節手段がNDフィルタである
ことを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
7. The image display device according to claim 6, wherein said brightness adjusting means is an ND filter.
【請求項8】 前記NDフィルタの濃度が、照明光のう
ち前記第1の領域で反射する画像光に変調されることと
なる光線が透過する部分から前記第2の領域で反射する
画像光に変調されることとなる光線が透過する部分にか
けて漸次変化することを特徴とする請求項7に記載の画
像表示装置。
8. The density of the ND filter is changed from a portion of the illumination light, which transmits a light beam to be modulated into an image light reflected by the first region, to a portion of the image light reflected by the second region. 8. The image display device according to claim 7, wherein the light intensity is gradually changed to a portion through which a light beam to be modulated passes.
【請求項9】 前記投射光学素子が、第1,第2および
第3の面を備え、前記第1の面から入射した画像光を前
記第2の面における前記第1および第2の領域と前記第
3の面とで順次反射し、この第3の面で反射した画像光
を前記第2の面を透過させて射出する光学素子であるこ
とを特徴とする請求項5から9のいずれかに記載の画像
表示装置。
9. The projection optical element includes first, second, and third surfaces, and transmits image light incident from the first surface to the first and second regions on the second surface. 10. The optical element according to claim 5, wherein the optical element sequentially reflects the light on the third surface and transmits the image light reflected on the third surface through the second surface. An image display device according to claim 1.
【請求項10】 前記投射光学素子が筐体内に収容され
ており、 前記投射光学素子の反射面のうち前記第2の領域を透過
した光が前記筐体の内面で反射するのを防止する反射防
止手段を有することを特徴とする請求項1から9のいず
れかに記載の画像表示装置。
10. The projection optical element is housed in a housing, and a reflection for preventing light transmitted through the second area of the reflection surface of the projection optical element from being reflected by the inner surface of the housing. The image display device according to claim 1, further comprising a prevention unit.
【請求項11】 前記反射防止手段が、前記筐体の内面
に形成した遮光線形状であることを特徴とする請求項1
0に記載の画像表示装置。
11. The apparatus according to claim 1, wherein the anti-reflection means has a light-shielding line shape formed on an inner surface of the housing.
0. The image display device according to 0.
【請求項12】 前記反射防止手段が、前記筐体の内面
に取り付けられたフェルトであることを特徴とする請求
項10に記載の画像表示装置。
12. The image display device according to claim 10, wherein the anti-reflection means is a felt attached to an inner surface of the housing.
【請求項13】 請求項1から12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対して前記画像表
示素子に表示させる画像に対応する画像情報を供給する
画像情報供給装置とを有して構成されることを特徴とす
る画像表示システム。
13. An image display device according to claim 1, further comprising: an image information supply device that supplies the image display device with image information corresponding to an image to be displayed on the image display element. An image display system comprising:
JP2001121473A 2001-04-19 2001-04-19 Picture display device and picture display system Pending JP2002311381A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001121473A JP2002311381A (en) 2001-04-19 2001-04-19 Picture display device and picture display system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001121473A JP2002311381A (en) 2001-04-19 2001-04-19 Picture display device and picture display system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002311381A true JP2002311381A (en) 2002-10-23

Family

ID=18971339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001121473A Pending JP2002311381A (en) 2001-04-19 2001-04-19 Picture display device and picture display system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002311381A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010122854A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 コニカミノルタオプト株式会社 Image display apparatus, head-mounted display, and head-up display
JP2012163659A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Seiko Epson Corp Virtual image display device
JP2015127828A (en) * 2015-03-13 2015-07-09 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2015531081A (en) * 2012-08-02 2015-10-29 カール・ツァイス・アクチェンゲゼルシャフトCarl Zeiss Ag Display device
CN109061966A (en) * 2018-08-15 2018-12-21 友达光电股份有限公司 Display system
WO2019123946A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 ソニー株式会社 Image display device and display device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010122854A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 コニカミノルタオプト株式会社 Image display apparatus, head-mounted display, and head-up display
JP2012163659A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Seiko Epson Corp Virtual image display device
JP2015531081A (en) * 2012-08-02 2015-10-29 カール・ツァイス・アクチェンゲゼルシャフトCarl Zeiss Ag Display device
JP2015127828A (en) * 2015-03-13 2015-07-09 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
WO2019123946A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 ソニー株式会社 Image display device and display device
JPWO2019123946A1 (en) * 2017-12-22 2020-12-24 ソニー株式会社 Image display device and display device
JP7268603B2 (en) 2017-12-22 2023-05-08 ソニーグループ株式会社 Image display device and display device
CN109061966A (en) * 2018-08-15 2018-12-21 友达光电股份有限公司 Display system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI845670B (en) Transparent lightguide for viewing a scene and a near-eye display
US7405881B2 (en) Image display apparatus and head mount display
US7719769B2 (en) Head mount type image display system
US4349817A (en) Liquid crystal display system using fiber optic faceplates
JP4835327B2 (en) Image display device and head-mounted image display device
US6646809B1 (en) Image display apparatus, image display system, and image display element
JP5280628B2 (en) Back lighting system for liquid crystal display screen and corresponding display device
KR100429206B1 (en) See-around type head mounted display device
JP2006003879A (en) Head-mounted type image display apparatus
JPH11142783A (en) Image display device
JP2002311381A (en) Picture display device and picture display system
JPH08320451A (en) Head-mounted display device
JPH0965245A (en) Image display device
JPH02136818A (en) Video display device
JPH06105256A (en) Head or face mount type display device
KR20010096886A (en) Optical system for head mount display
EP3699672A1 (en) Video display device and optical see-through display
JP2979981B2 (en) Video display device
US20020057418A1 (en) Method and apparatus for use in a projection display to prevent ghost images on or near a projected image
JP2000221441A (en) Display device
KR100360744B1 (en) Optical System for Head Mount Display
KR100287709B1 (en) Head mounted display(hmd)
JP3333165B2 (en) Head mounted video display
JPS6271919A (en) Liquid crystal projector
CN116520570A (en) Virtual image display device