JP2005148655A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 虚像光学系を形成する2つの反射透過(カタディオプトリック)光学素子として、第1の波長板13と、光学瞳18との間に配され、第1の波長板13で変換された円偏光の一部を透過し、光学瞳18側からの入射光を全て回折反射するように調整されたホログラム面を有するホログラム素子14と、第2の波長板17と、光学瞳18との間に配され、第1の振動面で振動する直線偏光を反射し、第2の振動面で振動する直線偏光を透過する反射透過偏光板16とを有し、反射透過偏光板16と、光学瞳18との間に配され、反射透過偏光板16で透過された第2の振動面で振動する直線偏光を透過し、第1の振動面で振動する直線偏光を吸収する第2の偏光板17を備えることで実現する。
【選択図】 図1
Description
図1に、第1の実施の形態として示す画像表示装置10を示す。画像表示装置10は、画像を表示する画像表示素子11と、画像表示素子11で表示された画像の画像光を入射して、光学瞳18に導く虚像光学系とを備えている。
図3に、第2の実施の形態として示す画像表示装置20を示す。画像表示装置20は、画像表示する画像表示素子21と、画像表示素子21で表示された画像の画像光を入射して、光学瞳28に導く虚像光学系とを備えている。
図4に、第3の実施の形態として示す画像表示装置30を示す。画像表示装置30は、画像表示する画像表示素子31と、画像表示素子31で表示された画像の画像光を入射して、光学瞳38に導く虚像光学系とを備えている。
図5に第4の実施の形態として示す画像表示装置40を示す。画像表示装置40は、画像表示する画像表示素子41と、画像表示素子41で表示された画像の画像光を入射して、光学瞳48に導く虚像光学系とを備えている。
第3の実施の形態として示した画像表示装置30、第4の実施の形態として示した画像表示装置40の虚像光学系では、それぞれが有する2つの反射透過光学素子の物理的光軸上と一致するように画像表示素子が配置されている。また、光学パワーを発生する反射透過光学素子35、反射透過光学素子45の凹面形状をした透過反射面が画像表示素子31、41に向かって凹となるように配されているため、虚像光学系の焦点距離が非常に短くなってしまっている。
Claims (20)
- 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子と、光学瞳との間に配され、上記画像表示素子に表示された画像の画像光から、第1の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面に垂直な第2の振動面で振動する直線偏光を吸収する第1の偏光板と、
上記第1の偏光板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記直線偏光を円偏光に変換する第1の波長板と、
上記第1の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の波長板で変換された上記円偏光の一部を透過し、上記光学瞳側からの入射光を全て回折反射するように調整されたホログラム面を有するホログラム素子と、
上記ホログラム素子と、上記光学瞳との間に配され、入射された円偏光を直線偏光に変換し、入射された直線偏光を円偏光に変換する第2の波長板と、
上記第2の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の振動面で振動する直線偏光を反射し、上記第2の振動面で振動する直線偏光を透過する反射透過偏光板と、
上記反射透過偏光板と、上記光学瞳との間に配され、上記反射透過偏光板で透過された上記第2の振動面で振動する上記直線偏光を透過し、上記第1の振動面で振動する直線偏光を吸収する第2の偏光板とを備えること
を特徴とする画像表示装置。 - 上記画像表示素子と、上記第1の偏光板とは一体構成され、
上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子は、上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を射出し、
上記第1の波長板は、上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子から射出された上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を上記円偏光に変換すること
を特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 上記第1の偏光板と、上記第1の波長板との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記第1の振動面で振動する直線偏光を入射し、入射した上記第1の振動面で振動する直線偏光を少なくとも1回、全反射させながら当該光学素子内を導光させ、上記第1の波長板に入射させる光学素子を備えること
を特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子と、光学瞳との間に配され、上記画像表示素子に表示された画像の画像光から、第1の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面に垂直な第2の振動面で振動する直線偏光を吸収する第1の偏光板と、
上記第1の偏光板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記直線偏光を、偏光面が第1の回転方向に回転する円偏光に変換する第1の波長板と、
上記第1の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の波長板で変換された上記円偏光の一部を透過し、上記光学瞳側からの入射光を全て回折反射するように調整されたホログラム面を有するホログラム素子と、
上記ホログラム素子と、上記光学瞳との間に配され、偏光面が上記第1の回転方向で回転する円偏光を反射し、偏光面が上記第1の回転方向と逆方向の第2の回転方向に回転する円偏光を透過する反射透過円偏光板と、
上記反射透過円偏光板と、上記光学瞳との間に配され、円偏光を直線偏光に変換する第2の波長板と、
上記第2の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第2の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面で振動する直線偏光を吸収する第2の偏光板とを備えること
を特徴とする画像表示装置。 - 上記画像表示素子と、上記第1の偏光板とは一体構成され、
上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子は、上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を射出し、
上記第1の波長板は、上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子から射出された上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を上記円偏光に変換すること
を特徴とする請求項4記載の画像表示装置。 - 上記第1の偏光板と、上記第1の波長板との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記第1の振動面で振動する直線偏光を入射し、入射した上記第1の振動面で振動する直線偏光を少なくとも1回、全反射させながら当該光学素子内を導光させ、上記第1の波長板に入射させる光学素子を備えること
を特徴とする請求項4記載の画像表示装置。 - 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子と、光学瞳との間に配され、上記画像表示素子に表示された画像の画像光から、第1の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面に垂直な第2の振動面で振動する直線偏光を吸収する第1の偏光板と、
上記第1の偏光板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第2の振動面で振動する直線偏光を反射する反射透過偏光板と、
上記反射透過偏光板と、上記光学瞳との間に配され、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換する第1の波長板と、
上記第1の波長板と、上記光学瞳との間に、凹面形状の反射透過面を上記画像表示素子側にして配され、入射光を反射及び透過する反射透過光学素子と、
上記反射透過光学素子と、上記光学瞳との間に配され、円偏光を直線偏光に変換する第2の波長板と、
上記第2の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第2の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面で振動する直線偏光を吸収する第2の偏光板とを備えること
を特徴とする画像表示装置。 - 上記画像表示素子と、上記第1の偏光板とは一体構成され、
上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子は、上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を射出し、
上記反射透過偏光板は、第1の偏光板を有する上記画像表示素子から射出された上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を透過すること
を特徴とする請求項7記載の画像表示装置。 - 上記反射透過光学素子は、所定の反射率及び所定の透過率を有するハーフミラーであること
を特徴とする請求項7記載の画像表示装置。 - 上記反射透過光学素子は、ホログラム素子であること
を特徴とする請求項7記載の画像表示装置。 - 上記ホログラム素子は、入射された光の一部を透過し、一部を反射するように、光軸中心部の回折効率が、上記光軸中心部の周辺部の回折効率より低くなるよう調整されたホログラム面を有すること
を特徴とする請求項10記載の画像表示装置。 - 上記ホログラム素子は、上記第1の波長板から1度目に入射される光を全て回折反射し、上記第1の波長板から2度目に入射される光の一部を透過し、一部を反射するように調整されたホログラム面を有すること
を特徴とする請求項10記載の画像表示装置。 - 上記第1の偏光板と、上記反射透過偏光板との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記第1の振動面で振動する直線偏光を入射し、入射した上記第1の振動面で振動する直線偏光を少なくとも1回、全反射させながら当該光学素子内を導光させ、上記反射透過偏光板に入射させる光学素子を備えること
を特徴とする請求項7記載の画像表示装置。 - 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子と、光学瞳との間に配され、上記画像表示素子に表示された画像の画像光から、第1の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面に垂直な第2の振動面で振動する直線偏光を吸収する第1の偏光板と、
上記第1の偏光板と、上記光学瞳との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記直線偏光を、偏光面が第1の回転方向に回転する円偏光に変換する第1の波長板と、
上記第1の波長板と、上記光学瞳との間に配され、偏光面が第1の回転方向で回転する円偏光を透過し、偏光面が上記第1の回転方向と逆方向の第2の回転方向に回転する円偏光を反射する反射透過円偏光板と、
上記反射透過円偏光板と、上記光学瞳との間に、凹面形状の反射透過面を上記画像表示素子側にして配され、入射光を反射及び透過する反射透過光学素子と、
上記反射透過光学素子と、上記光学瞳との間に配され、円偏光を直線偏光に変換する第2の波長板と、
上記第2の波長板と、上記光学瞳との間に配され、上記第2の振動面で振動する直線偏光を透過し、上記第1の振動面で振動する直線偏光を吸収する第2の偏光板とを備えること
を特徴とする画像表示装置。 - 上記画像表示素子と、上記第1の偏光板とは一体構成され、
上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子は、上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を射出し、
上記第1の波長板は、上記第1の偏光板を有する上記画像表示素子から射出された上記第1の振動面で振動する上記直線偏光を上記円偏光に変換すること
を特徴とする請求項14記載の画像表示装置。 - 上記反射透過光学素子は、所定の反射率及び所定の透過率を有するハーフミラーであること
を特徴とする請求項14記載の画像表示装置。 - 上記反射透過光学素子は、ホログラム素子であること
を特徴とする請求項14記載の画像表示装置。 - 上記ホログラム素子は、入射された光の一部を透過し、一部を反射するように、光軸中心部の回折効率が、上記光軸中心部の周辺部の回折効率より低くなるよう調整されたホログラム面を有すること
を特徴とする請求項17記載の画像表示装置。 - 上記ホログラム素子は、上記反射透過円偏光板から1度目に入射される光を全て回折反射し、上記反射透過円偏光板から2度目に入射される光の一部を透過し、一部を反射するように調整されたホログラム面を有すること
を特徴とする請求項17記載の画像表示装置。 - 上記第1の偏光板と、上記第1の波長板との間に配され、上記第1の偏光板で透過された上記第1の振動面で振動する直線偏光を入射し、入射した上記第1の振動面で振動する直線偏光を少なくとも1回、全反射させながら当該光学素子内を導光させ、上記第1の波長板に入射させる光学素子を備えること
を特徴とする請求項14記載の画像表示装置。
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