JP2600303Y2 - Face and head mounted video display - Google Patents

Face and head mounted video display

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JP2600303Y2
JP2600303Y2 JP1993024538U JP2453893U JP2600303Y2 JP 2600303 Y2 JP2600303 Y2 JP 2600303Y2 JP 1993024538 U JP1993024538 U JP 1993024538U JP 2453893 U JP2453893 U JP 2453893U JP 2600303 Y2 JP2600303 Y2 JP 2600303Y2
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magnifying
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optical system
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誠人 安垣
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Olympus Optic Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、顔面及び頭部装着式映
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 a face and head mounted image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】LCD等の表示映像を、観察者の眼前部
に装着されるゴーグル型等の本体に組み込んだ光学系を
通して観察者の眼に与えるようにする技術については、
特開平3−191389号公報などにより知られてい
る。
2. Description of the Related Art A technique for giving a display image such as an LCD to an observer's eye through an optical system built in a goggle type body or the like mounted on the front of the observer's eye has been proposed.
This is known from JP-A-3-191389.

【0003】この種の装置は、使用者がかかる表示装置
を装着し、小型LCD等によってでも、大きなサイズの
画面映像を楽しめるようにしたり、あるいは左眼用及び
右眼用に対応した映像を利用し立体感を得ることができ
るようにして、装着者にあたかもその画像による空間、
場所等に現に居るが如き疑似体験をさせるようにするな
ど、種々の用途への利用が期待されている。
This type of device allows a user to wear such a display device and enjoy a large-sized screen image even with a small LCD or the like, or to use images corresponding to the left and right eyes. So that the wearer can obtain a three-dimensional effect,
It is expected to be used for various purposes such as giving a simulated experience as if it were actually at a place.

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

【0004】ところが、上記光学系に拡大反射鏡とハー
フミラーのような部分透過反射部材を用いる構成を採用
しようとするとき、装置の小型化や広画角の点を考える
と、、コンパクト化に困難を伴ったり、広画角化が制約
される等の実用化する上での難点がある。
However, when adopting a configuration using a partially transmitting and reflecting member such as a magnifying reflecting mirror and a half mirror in the above optical system, the size of the device is reduced in view of miniaturization of the device and a wide angle of view. There are difficulties in putting it into practical use, such as being difficult or restricting the wide angle of view.

【0005】これを図5により説明すると、図5は、顔
面及び頭部に装着して使用するディスプレイ装置本体に
おけるLCD等の映像表示素子1、拡大反射鏡2(拡大
凹面鏡)、ハーフミラー3による投影光学系部分の構成
を、観察者装着時の前方からみた状態で示すものであ
る。なお、かかる構成部分を支持する本体部分は図示を
省略してある。
This will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 shows an image display device 1, such as an LCD, a magnifying reflecting mirror 2 (magnifying concave mirror), and a half mirror 3 in a main body of a display device used by being worn on the face and head. 1 shows a configuration of a projection optical system in a state viewed from the front when worn by an observer. In addition, the main body part supporting such components is not shown.

【0006】図5に示すように、投影光学系は、観察者
の左右の眼5L,5Rに対してそれぞれ配置される。そ
れぞれの映像表示素子1、拡大反射鏡2、ハーフミラー
3は、左右の投影光学系とも、装着者の顔面に沿って、
上からその順で配置されており、ハーフミラー3は映像
表示素子1と拡大反射鏡2の間で傾けて設けられてい
る。左右ユニットのそれぞれにおいて、LCD等の各映
像表示素子1からの光はハーフミラー3を透過して拡大
反射鏡2で拡大反射され、その拡大反射された光は更に
ハーフミラー3で反射し観察者の左右の眼5L,5Rに
導かれ、両眼視が可能となる。
As shown in FIG. 5, the projection optical system is arranged for the left and right eyes 5L, 5R of the observer. Each of the image display element 1, the magnifying reflecting mirror 2, and the half mirror 3, along with the left and right projection optical systems,
The half mirrors 3 are arranged in that order from the top, and the half mirror 3 is provided to be inclined between the image display element 1 and the magnifying reflector 2. In each of the left and right units, light from each image display element 1 such as an LCD passes through the half mirror 3 and is enlarged and reflected by the magnifying reflector 2, and the magnified reflected light is further reflected by the half mirror 3 and observed by the observer. Are guided to the left and right eyes 5L and 5R, and binocular vision becomes possible.

【0007】このようにハーフミラータイプの光学系を
眼前に配置することができるが、しかし、顔面及び頭部
装着式ディスプレイとして両眼視が可能なように配置し
ようとすると、左右のハーフミラー3,3や、左右の拡
大反射鏡2,2の干渉が生ずる問題がある。即ち、左右
ユニットのそれぞれにおいて、映像表示素子1は上部に
配置され、拡大反射鏡2は下部に配置され、ハーフミラ
ー3はそれらの間に配置されており、従って、左右の光
学系をできるだけ互いに寄せて構成しようとしても、と
もに下部にある拡大反射鏡2,2同志が邪魔し合ってコ
ンパクト化が困難である。
As described above, the half mirror type optical system can be arranged in front of the eyes. However, when the face and head mounted display are arranged so as to enable binocular vision, the left and right half mirrors 3 can be arranged. , 3 and the interference between the left and right magnifying mirrors 2, 2. That is, in each of the left and right units, the image display element 1 is arranged at the upper part, the magnifying reflector 2 is arranged at the lower part, and the half mirror 3 is arranged between them. Even if they are arranged close to each other, it is difficult to make them compact because the magnifying reflectors 2 and 2 below both interfere with each other.

【0008】また、上記の配置構造では、装着者の顔面
との関係では、部分透過反射面を構成する左右のハーフ
ミラー2,2とその装着者の顔面の鼻が干渉する。即
ち、ハーフミラー2,2が鼻にぶつかり、他方、鼻にぶ
つからないようにしようとすると、小型化に支障が生
じ、コンパクト化は困難となる。ハーフミラータイプの
光学系では、水平方向に画角を広げることは容易であ
り、広画角にするほど迫力のある映像画面を得られる
が、上記のような干渉の問題があると、その利点も効果
的に利用できず、従って、広画角化にも限界がある。
In the above arrangement, the left and right half mirrors 2 and 2 constituting the partially transmitting / reflecting surface interfere with the nose of the wearer's face in relation to the wearer's face. That is, if the half mirrors 2 and 2 hit the nose while trying not to hit the nose, the miniaturization is hindered, and the miniaturization becomes difficult. With a half-mirror type optical system, it is easy to widen the angle of view in the horizontal direction, and the wider the angle of view, the more powerful the image screen can be obtained. Cannot be used effectively, and there is a limit to widening the angle of view.

【0009】本考案は、上記のような点に鑑みてなされ
たもので、顔面及び頭部装着式映像表示装置において光
学系の配置に改良を加え、左右の投影光学系においてそ
れぞれ拡大反射のために用いる拡大鏡同志の干渉を適切
に避けて、装置の小型化と広画角化を実現しようという
ものである。また、他の目的は、装着者顔面の鼻と左右
の投影光学系における部分透過反射面の干渉を避けなが
ら、装置の小型化、広画角化を図ることができる顔面及
び頭部装着式映像表示装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above points, and has been improved in the arrangement of the optical system in the face- and head-mounted image display apparatus, and the left and right projection optical systems have enlarged reflections. The objective of the present invention is to realize the miniaturization of the apparatus and the widening of the angle of view by appropriately avoiding the interference between the magnifiers used in the above. Another object is to provide a face- and head-mounted image that can reduce the size of the apparatus and increase the angle of view while avoiding interference between the nose of the wearer's face and the partially transmitting / reflecting surfaces in the left and right projection optical systems. It is to provide a display device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本考案の顔面及び頭部装
着式映像表示装置は、画像表示手段と、拡大反射させる
拡大鏡と、前記画像表示手段または拡大鏡に対して傾け
て設けた部分透過反射面とを有し、前記画像表示手段か
らの光を前記部分透過反射面を透過させて前記拡大鏡に
より拡大反射させ、更に前記部分透過反射面で反射させ
て観察者の目に導くようにする投影光学系を観察者の左
右の眼に対して有する顔面及び頭部装着式映像表示装置
であって、前記部分透過反射面の幅が前記画像表示手段
から前記拡大鏡へ向かって広がりを有し、左右のうちの
一方の投影光学系の拡大鏡と他方の投影光学系の拡大鏡
が上下逆さになるように2つの投影光学系を配置する支
持手段を備えることを特徴とするものである。また、画
像表示手段と、拡大反射させる拡大鏡と、前記画像表示
手段または拡大鏡に対して傾けて設けた部分透過反射面
とを有し、前記画像表示手段からの光を前記部分透過反
射面を透過させて前記拡大鏡により拡大反射させ、更に
前記部分透過反射面で反射させて観察者の目に導くよう
にする投影光学系を観察者の左右の眼に対して有する顔
面及び頭部装着式映像表示装置であって、前記部分透過
反射面の幅が前記画像表示手段から前記拡大鏡へ向かっ
て広がりを有し、左右の投影光学系のそれぞれの拡大鏡
が観察者の眼球より顔面に沿った上方に配置されるよう
に支持する支持手段を備えていることを特徴とするもの
である。
According to the present invention, there is provided a face and head mounted image display device, comprising an image display means, a magnifying mirror for magnifying and reflecting, and a portion provided at an angle to the image display means or the magnifying mirror. A transmission / reflection surface, so that light from the image display means is transmitted through the partial transmission / reflection surface, is enlarged and reflected by the magnifying mirror, and is further reflected by the partial transmission / reflection surface to guide the light to the observer's eyes. A face and head mounted image display device having projection optical systems for the left and right eyes of the observer, wherein the width of the partially transmitting / reflecting surface increases from the image display means toward the magnifying glass. And a support means for arranging the two projection optical systems such that the magnifier of one of the left and right projection optical systems and the magnifier of the other projection optical system are upside down. is there. The image display means, a magnifying mirror for magnifying and reflecting, and a partially transmitting / reflecting surface provided at an angle to the image displaying means or the magnifying mirror, and transmitting light from the image displaying means to the partially transmitting / reflecting surface Face and head mounted on the left and right eyes of the observer with a projection optical system for transmitting light through the magnifying mirror and reflecting the enlarged light by the magnifying glass, and further reflecting the light on the partially transmitting / reflecting surface to guide the observer's eyes In the image display device, the width of the partially transmitting / reflecting surface has a width extending from the image display means toward the magnifying glass, and each magnifying mirror of the left and right projection optical systems is closer to the face than the eyeball of the observer. And a support means for supporting the apparatus so as to be disposed along the upper part thereof.

【0011】[0011]

【作用】本考案の顔面及び頭部装着式映像表示装置にお
いては、部分透過反射面はその幅が画像表示手段から拡
大鏡へ向かって広がりを有し、かつ左右のうちの一方の
投影光学系の拡大鏡と、他方の投影光学系の拡大鏡とが
上下逆さの位置関係になるように2つの投影光学系を配
置するようにしたため、左右の投影光学系において部分
透過反射面を透過した画像表示手段からの光をそれぞれ
拡大反射させるための拡大反射鏡同志の干渉を避けなが
ら、水平方向の画角を大きくすることができる。また、
本考案の顔面及び頭部装着式映像表示装置においては、
部分透過反射面はその幅が画像表示手段から拡大鏡へ向
かって広がりを有し、かつ左右の投影光学系のそれぞれ
の拡大鏡を観察者の眼球より顔面に沿った上方に配置す
るようにしたため、観察者の鼻と左右の部分透過反射面
との干渉を避けながら、水平方向の画角を大きくするこ
とができる。
In the face and head mounted image display device of the present invention, the partial transmission / reflection surface has a width extending from the image display means to the magnifying glass, and one of the left and right projection optical systems. The two projection optical systems are arranged such that the magnifying glass of the above and the magnifying mirror of the other projection optical system are in an upside-down positional relationship, so that an image transmitted through the partially transmitting / reflecting surface in the left and right projection optical systems The horizontal angle of view can be increased while avoiding interference between magnifying reflectors for magnifying and reflecting the light from the display means. Also,
In the face and head mounted image display device of the present invention,
The partially transmitting / reflecting surface has a width extending from the image display means to the magnifying glass, and the magnifying mirrors of the left and right projection optical systems are arranged above the eyeball of the observer along the face. The angle of view in the horizontal direction can be increased while avoiding interference between the observer's nose and the left and right partial transmission / reflection surfaces.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、本考案の一実施例で、顔面及び頭部装着式
映像表示装置の左右の投影光学系の構成を示す。本実施
例では、左眼用の投影光学系は、観察像を表示する映像
表示素子11Lと、その映像表示素子11Lからの光を
部分透過部分反射させるための傾斜した部分透過反射面
を構成するプリズムビームスプリッタ13Lと、そのプ
リズムビームスプリッタ13Lを透過した光を観察者の
左眼5Lに導くように拡大反射させる拡大反射鏡12L
とからなり、右眼用の投影光学系も、同様に、LCDに
よる映像表示素子11Rと、部分透過反射面としてのプ
リズムビームスプリッタ13Rと、そのプリズムビーム
スプリッタ13Rを透過した光を観察者の右眼5Rに導
くように拡大反射させる拡大反射鏡12Rとからなる。
映像表示素子11L,11Rは、ここではいずれもLC
Dによるものであり、また拡大反射鏡12L,12Rは
拡大凹面鏡である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of left and right projection optical systems of a face and head mounted image display device according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the projection optical system for the left eye forms an image display element 11L for displaying an observation image and an inclined partially transmissive reflection surface for partially transmitting and partially reflecting light from the image display element 11L. A prism beam splitter 13L and a magnifying reflector 12L that magnifies and reflects light transmitted through the prism beam splitter 13L so as to guide the light to the left eye 5L of the observer.
Similarly, the projection optical system for the right eye also includes an image display element 11R formed by an LCD, a prism beam splitter 13R as a partially transmitting / reflecting surface, and a light transmitted through the prism beam splitter 13R. The magnifying reflector 12R for magnifying and reflecting the light so as to be guided to the eye 5R.
Here, the image display elements 11L and 11R are both LC
D, and the magnifying reflectors 12L and 12R are magnifying concave mirrors.

【0013】このように、左右の各投影光学系は、映像
表示素子11L,11Rと、拡大反射鏡12L,12R
と、プリズムビームスプリッタ13L,13Rとを有す
る構成であるが、それぞれ各プリズムビームスプリッタ
13L、プリズムビームスプリッタ13Rは、その幅が
映像表示素子11L,11Rから拡大反射鏡12L,1
2Rへ向かって広がりを有する形状とされるとともに、
一方の投影光学系の拡大反射鏡と他方の投影光学系の拡
大反射鏡とが上下逆さになるような関係でそれら2つの
投影光学系が配置されるよう装置本体(図示せず)に支
持されている。
As described above, each of the left and right projection optical systems includes the image display elements 11L and 11R and the magnifying reflectors 12L and 12R.
And the prism beam splitters 13L and 13R. Each of the prism beam splitters 13L and 13R has a width from the image display elements 11L and 11R to the magnifying reflectors 12L and 1R.
While having a shape expanding toward 2R,
The magnifying reflector of one projection optical system and the magnifying reflector of the other projection optical system are supported by an apparatus main body (not shown) such that the two projection optical systems are arranged in an upside-down relationship. ing.

【0014】具体的には、図示例では、前記図5と異な
り、プリズムビームスプリッタ13L,13Rは、図1
の如くに、その左右が対向する端面側において、対向す
る側面に映像表示素子側が光軸に近づくような傾斜を持
たせ、片側の左眼用の投影光学系を、その拡大反射鏡1
2Lが上に位置する向きの状態となるように配置してあ
る。従って、左眼用の投影光学系では映像表示素子11
Lが下で拡大反射鏡12Lは上であり、逆に右眼用の投
影光学系では、映像表示素子11Rが上で拡大反射鏡1
2Rは下であって、かつ各投影光学系の左右対向するプ
リズムビームスプリッタ13L、プリズムビームスプリ
ッタ13Rの端面は、そのそれぞれの光学系側の拡大反
射鏡12L,12R部分からそれぞれの映像表示素子1
1L,11R側端面にかけて、映像表示素子と拡大反射
鏡を通る光軸へ近づく方向へ傾斜を有していて、左眼用
の投影光学系ではそのプリズムビームスプリッタ13L
の幅が下側に位置する映像表示素子11Lから上側に位
置する拡大反射鏡12Lへ向かって広がっており、右眼
用の投影光学系ではプリズムビームスプリッタ13Rの
幅が上側に位置する映像表示素子11Lから下側に位置
する拡大反射鏡12Rへ向かって広がっている構成であ
る。
More specifically, in the illustrated example, unlike FIG. 5, the prism beam splitters 13L and 13R
As shown in the figure, on the end face side where the left and right face each other, the opposite side face is inclined so that the image display element side approaches the optical axis, and the projection optical system for the left eye on one side is connected to the magnifying reflector 1.
It is arranged so that 2L is oriented upward. Therefore, in the projection optical system for the left eye, the image display element 11
L is lower and the magnifying mirror 12L is upper. Conversely, in the projection optical system for the right eye, the image display element 11R is upper and the magnifying mirror 1L is higher.
2R is the lower side, and the end faces of the prism beam splitter 13L and the prism beam splitter 13R opposed to each other in the left and right of each projection optical system are separated from the magnifying reflectors 12L and 12R on the optical system side to the respective image display elements 1R.
The projection optical system for the left eye has a tilt toward the optical axis passing through the image display device and the magnifying reflector toward the end surfaces on the 1L and 11R sides, and the prism beam splitter 13L in the projection optical system for the left eye.
Extends from the lower image display element 11L to the upper magnifying mirror 12L, and in the projection optical system for the right eye, the width of the prism beam splitter 13R is higher. In this configuration, the light is spread from 11L toward the magnifying reflector 12R located below.

【0015】本実施例では、上記のように互いに上下逆
の関係に配して図示のように組み合わせた投影光学系の
それぞれにおいて、映像表示素子11L,11Rからの
光はプリズムビームスプリッタ13L,13Rを透過し
拡大反射鏡12L,12Rで拡大反射し、更にプリズム
ビームスプリッタ13L,13Rで反射させて観察者の
目に導くが、プリズムビームスプリッタ13L,13R
の左右対向する側面に上記のような傾斜を形成して互い
に寄せても光束がけられることはない。部分透過反射面
にプリズムビームスプリッタを使用した光学系におい
て、そのプリズムビームスプリッタにおける光学的な有
効領域、即ち映像表示素子から出射される光束が眼球へ
投影されるために必要な光学的な有効領域は、映像表示
素子側で小さく、拡大反射鏡部で大きい。そのため、本
例のようにプリズムビームスプリッタ13L,13Rの
左右対向するプリズム側面に、映像表示素子11L,1
1R側が光軸に近づくような傾斜を持たせた場合でも、
光束がかかる傾斜面で反射するなどの不都合はない。
In this embodiment, in each of the projection optical systems which are arranged upside down as described above and combined as shown in the figure, light from the image display elements 11L and 11R receives light from the prism beam splitters 13L and 13R. Is transmitted to the observer and is reflected by the magnifying reflectors 12L and 12R, and further reflected by the prism beam splitters 13L and 13R to guide the observer's eyes.
Even if the above-mentioned slopes are formed on the side surfaces facing left and right and approach each other, the light beam is not blocked. In an optical system using a prism beam splitter on a partially transmitting / reflecting surface, an optical effective area in the prism beam splitter, that is, an optical effective area necessary for projecting a light beam emitted from an image display device to an eyeball. Is small on the image display element side and large on the magnifying reflector. Therefore, as in the present example, the image display elements 11L, 1R are provided on the side faces of the prism beamsplitters 13L, 13R opposite to the left and right.
Even when the 1R side is inclined so as to approach the optical axis,
There is no inconvenience such as the light beam being reflected by the inclined surface.

【0016】このようにして、本実施例では、入射光を
拡大反射させる拡大反射鏡12L,12Rに大きなもの
を用いても、プリズムビームスプリッタ13L,13R
の左右対向する面に傾斜を持たせ、片側(図示の場合
は、左眼用)の光学系は当該光学系側の拡大反射鏡12
Lを装着者の眼球5Lより上に位置することとなるよ
う、また、もう一方の片側(右眼用)の光学系は当該光
学系側の拡大反射鏡12Rを装着者の眼球5Rより下に
位置することとなるよう、それぞれ逆に配置、組み合わ
せることで、光束径が一番大きくなる拡大反射鏡部分同
志の干渉を避けながら、水平方向の画角を大きくするこ
とができる。大きな拡大反射鏡を使用するほど、図5の
配置構成の場合は、拡大反射鏡同志が邪魔し合い、それ
だけコンパクト化が妨げられるが、本実施例ではそのよ
うな不利、不便も回避し得て、広画角が達成される。
As described above, in this embodiment, the prism beam splitters 13L, 13R can be used even if the magnifying reflectors 12L, 12R for enlarging and reflecting incident light are used.
The left and right surfaces facing each other are inclined, and the optical system on one side (for the left eye in the illustrated case) is the magnifying mirror 12 on the optical system side.
L is positioned above the eyeball 5L of the wearer, and the optical system on the other side (for the right eye) places the magnifying reflector 12R on the optical system side below the eyeball 5R of the wearer. By arranging and combining them so that they are positioned, the angle of view in the horizontal direction can be increased while avoiding interference between the magnifying reflector portions having the largest light beam diameter. In the case of the arrangement shown in FIG. 5, as the larger magnifying mirror is used, the magnifying reflectors interfere with each other, which hinders downsizing. However, in this embodiment, such disadvantages and inconveniences can be avoided. , A wide angle of view is achieved.

【0017】この点は、次のようにしても説明できる。
図2はプリズム光学系の説明用概念図であり、また図3
に本光学系の説明用展開図を示す。図2は、投影光学系
を側面からみた図に相当し、ここでは、部分透過反射面
を傾けて設けたハーフミラーで構成した例としてある。
図中、11はLCD、12は拡大凹面鏡、13はハーフ
ミラー、5は観察者の眼球である。
This point can be explained as follows.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a prism optical system, and FIG.
FIG. 3 is a development view for explaining the optical system. FIG. 2 corresponds to a side view of the projection optical system, and here is an example in which the projection optical system is configured by a half mirror provided with a partially transmitting and reflecting surface inclined.
In the figure, 11 is an LCD, 12 is an enlarged concave mirror, 13 is a half mirror, and 5 is an eyeball of an observer.

【0018】図2及び図3(a)において、拡大凹面鏡
12と等価なレンズLの焦点距離をf、LCD11の表
示サイズをhとすると、観察される映像の半画角θにつ
いては、LCD11はレンズLの前側焦点位置近傍に置
かれることから、 θ≒h/f で表される。上記式から、半画角θを大きくするため、
即ち広画角化するには、LCD11の表示サイズhを大
きくするか、光学系の焦点距離fを小さくする必要があ
る。この場合、この種の顔面及び頭部に装着するもので
は装置の小型化は重要であり、装置をコンパクトなもの
として実現するためには、使用LCDの表示サイズhを
大きくするのは、望ましくはない。また、光学系とアイ
ポイントEまでの距離LE を小さくすると、装置が顔面
と干渉するので、LE は小さくできない。そこで、焦点
距離fを小さくしながら、LE を充分な大きさにしよう
とすると、図3(b)に示すように、レンズLの外側を
通る光線を使用するものとなる。つまり、画角θを大き
くしようとするほど必要とされる拡大凹面鏡12の大き
さは、使用LCDの表示サイズよりも大きくなるのであ
る。
In FIGS. 2 and 3A, assuming that the focal length of the lens L equivalent to the magnifying concave mirror 12 is f and the display size of the LCD 11 is h, the LCD 11 has a half angle of view θ of the observed image. Since the lens L is placed near the front focal position of the lens L, it is represented by θ ≒ h / f. From the above equation, to increase the half angle of view θ,
That is, in order to widen the angle of view, it is necessary to increase the display size h of the LCD 11 or reduce the focal length f of the optical system. In this case, it is important to reduce the size of the device for this type of device to be worn on the face and head, and in order to realize the device as compact, it is desirable to increase the display size h of the LCD used. Absent. Also, reducing the distance L E to the optical system and the eye point E, since device interferes with the face, L E can not be reduced. Therefore, while reducing the focal length f, when you try to L E large enough, as shown in FIG. 3 (b), shall use the light ray passing through the outside of the lens L. That is, the size of the enlarged concave mirror 12 required as the angle of view θ is increased becomes larger than the display size of the used LCD.

【0019】このように、広画角化を図るには、使用す
る拡大反射鏡が大きいと有利で、本実施例では、図1に
示した如くの左右投影光学系の上下逆の関係の配置、組
付けをもって、映像表示素子11L,11Rについては
表示サイズの小さな映像表示素子のまま、より大きさの
大きな拡大反射鏡12L,12Rとの組み合わせが容易
に行えるものであり、装置のコンパクト化と広画角化と
の両者を高度に実現できる。なお、本実施例では、プリ
ズムビームスプリッタ13L,13Rを使用した例を示
したが、プリズムの代わりにハーフミラーを使用しても
勿論よい。
As described above, in order to increase the angle of view, it is advantageous to use a large magnifying mirror. In this embodiment, the arrangement of the left and right projection optical systems as shown in FIG. By assembling, the image display elements 11L and 11R can be easily combined with the larger reflecting mirrors 12L and 12R while keeping the image display element of a small display size, so that the apparatus can be made compact. Both widening of the angle of view can be realized to a high degree. In this embodiment, the example in which the prism beam splitters 13L and 13R are used has been described, but a half mirror may be used instead of the prism.

【0020】次に、本考案の他の態様の実施例を図4に
より説明する。本実施例も、顔面及び頭部装着式映像表
示装置本体の図示は省略され、左右投影光学系の構成部
分を示してある。これらの投影光学系の部分は本体に支
持されて、装着時、観察者の眼前に位置せしめられるも
のである。本例でも、前記実施例と同様、プリズムビー
ムスプリッタ13L,13Rの左右対向する面に傾斜を
持たせるが、図4のように、左右両方の光学系で拡大反
射鏡12L,12Rが両眼5L,5Rの眼球よりも上に
なるように配置する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Also in this embodiment, the illustration of the face and head-mounted image display device main body is omitted, and the components of the left and right projection optical system are shown. These portions of the projection optical system are supported by the main body, and are positioned in front of the observer when mounted. In this embodiment, similarly to the above-described embodiment, the left and right surfaces of the prism beam splitters 13L and 13R are inclined, but as shown in FIG. , 5R above the eyeball.

【0021】即ち、左右の投影光学系のそれぞれの拡大
鏡12L,12Rが観察者の眼球より顔面に沿った上方
に配置されるものであり、左眼用及び右眼用のいずれの
投影光学系でも映像表示素子11L,映像表示素子11
Rが下で、拡大反射鏡12L,拡大反射鏡12Rは上で
あり、いずれのプリズムビームスプリッタ13L,13
Rも、装着者の鼻がある下側ではその鼻の個所をさけそ
の両脇に位置することとなるように、その幅が下側に位
置する映像表示素子11Lから上側に位置する拡大鏡1
2Lへ向かって広がっている構成である。
That is, the magnifying glasses 12L and 12R of the left and right projection optical systems are arranged above the eyeball of the observer along the face, and the projection optical systems for the left eye and the right eye are used. But the image display element 11L, the image display element 11
R is below, the magnifying mirror 12L and the magnifying mirror 12R are above, and any of the prism beam splitters 13L, 13L
R is also located on both sides of the nose below the nose of the wearer, so that the magnifying glass 1 is located on the upper side from the video display element 11L located on the lower side.
It is a configuration extending toward 2L.

【0022】本実施例では、上記のようにすることで、
プリズムビームスプリッタ13L,13Rと眼球の間隔
が小さい光学系でも、装着者の鼻とプリズムビームスプ
リッタ13L,13Rの干渉を避けながら水平方向の画
角を大きくすることができる。先の説明で触れたよう
に、広画角化の上で光学系とアイポイントまでの距離を
小さくすると、それだけ装置が顔面と干渉しやすくな
り、従って前記図5のような配置のままでは、なおさら
鼻とぶつかり、鼻にぶつからないようにしようとすれば
コンパクト化は困難となるが、本実施例では、プリズム
ビームスプリッタ13L,13Rがそのように鼻にぶつ
かるようなこともない。従って、本態様による場合も、
装置のコンパクト化、広画角化を図ることのできる顔面
及び頭部装着式映像表示装置を得ることができる。な
お、本実施例でも、プリズムビームスプリッタ13L,
13Rを使用した例を示したが、ハーフミラーを使用す
る構成のものでもよいことはいうまでもない。
In this embodiment, by performing the above,
Even in an optical system in which the distance between the prism beam splitters 13L and 13R and the eyeball is small, the angle of view in the horizontal direction can be increased while avoiding interference between the wearer's nose and the prism beam splitters 13L and 13R. As mentioned in the above description, when the distance between the optical system and the eye point is reduced in view of widening the angle of view, the device is more likely to interfere with the face. Therefore, if the arrangement as shown in FIG. It is difficult to reduce the size of the nose if it does not hit the nose and does not hit the nose. However, in this embodiment, the prism beam splitters 13L and 13R do not hit the nose. Therefore, also in the case of this embodiment,
It is possible to obtain a face- and head-mounted image display device capable of achieving a compact device and a wide angle of view. In this embodiment, the prism beam splitter 13L,
Although an example using 13R is shown, it is needless to say that a configuration using a half mirror may be used.

【0023】[0023]

【考案の効果】本考案の顔面及び頭部装着式映像表示装
置によれば、水平方向の画角を大きくすることができ、
装置の小型化、広画角化を図ることができる。
According to the face and head mounted image display device of the present invention, the angle of view in the horizontal direction can be increased.
The size and the angle of view of the device can be reduced.

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

【図1】本考案の一実施例の顔面及び頭部装着式映像表
示装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a face and head mounted image display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】広画角化実現の説明に供する図にして、投影光
学系の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a projection optical system as a diagram provided for explaining realization of a wide angle of view.

【図3】同じく、広画角化実現の説明図で、光学系の展
開図である。
FIG. 3 is also an explanatory view of realizing a wide angle of view, and is a development view of an optical system.

【図4】本考案の他の実施例の顔面及び頭部装着式映像
表示装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a face and head mounted image display device according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5L,5R 眼 11L,11R 映像表示素子 12L,12R 拡大反射鏡 13L,13R プリズムビームスプリッタ 5L, 5R Eye 11L, 11R Image display element 12L, 12R Magnifying reflector 13L, 13R Prism beam splitter

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 画像表示手段と、拡大反射させる拡大鏡
と、前記画像表示手段または拡大鏡に対して傾けて設け
た部分透過反射面とを有し、前記画像表示手段からの光
を前記部分透過反射面を透過させて前記拡大鏡により拡
大反射させ、更に前記部分透過反射面で反射させて観察
者の眼に導くようにする投影光学系を観察者の左右の眼
に対して有する顔面及び頭部装着式映像表示装置であっ
て、 前記部分透過反射面の幅が前記画像表示手段から前記拡
大鏡へ向かって広がりを有し、 左右のうちの一方の投影光学系の拡大鏡と他方の投影光
学系の拡大鏡が上下逆さになるように2つの投影光学系
を配置する支持手段を備えることを特徴とする顔面及び
頭部装着式映像表示装置。
An image display means, a magnifying mirror for magnifying and reflecting, and a partially transmitting / reflecting surface inclined with respect to the image display means or the magnifying mirror, wherein light from the image display means is transmitted to the portion. A face having a projection optical system for the left and right eyes of the observer so that the light passes through the transmissive reflection surface, is magnified and reflected by the magnifying glass, and is further reflected by the partially transmissive reflection surface and guided to the eyes of the observer; A head-mounted image display device, wherein the width of the partially transmitting / reflecting surface is widened from the image display means to the magnifying glass, and the magnifying glass of one of the left and right projection optical systems and the other A face- and head-mounted image display device, comprising: support means for arranging two projection optical systems such that a magnifying mirror of the projection optical system is upside down.
【請求項2】 画像表示手段と、拡大反射させる拡大鏡
と、前記画像表示手段または拡大鏡に対して傾けて設け
た部分透過反射面とを有し、前記画像表示手段からの光
を前記部分透過反射面を透過させて前記拡大鏡により拡
大反射させ、更に前記部分透過反射面で反射させて観察
者の眼に導くようにする投影光学系を観察者の左右の眼
に対して有する顔面及び頭部装着式映像表示装置であっ
て、 前記部分透過反射面の幅が前記画像表示手段から前記拡
大鏡へ向かって広がりを有し、 左右の投影光学系のそれぞれの拡大鏡が観察者の眼球よ
り顔面に沿った上方に配置されるように支持する支持手
段を備えていることを特徴とする顔面及び頭部装着式映
像表示装置。
2. An image display means, a magnifying mirror for magnifying and reflecting, and a partially transmitting / reflecting surface provided to be inclined with respect to the image display means or the magnifying mirror, wherein light from the image display means is transmitted to the portion. A face having a projection optical system for the left and right eyes of the observer so that the light passes through the transmissive reflection surface, is magnified and reflected by the magnifying glass, and is further reflected by the partially transmissive reflection surface and guided to the eyes of the observer; A head-mounted image display device, wherein the width of the partially transmitting / reflecting surface is widened from the image display means to the magnifying glass, and each of the magnifying mirrors of the left and right projection optical systems is an eyeball of an observer. A face- and head-mounted image display device, comprising: support means for supporting the device so as to be disposed above the face.
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