JP3197350B2 - Head or face-mounted display device - Google Patents

Head or face-mounted display device

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JP3197350B2
JP3197350B2 JP20878292A JP20878292A JP3197350B2 JP 3197350 B2 JP3197350 B2 JP 3197350B2 JP 20878292 A JP20878292 A JP 20878292A JP 20878292 A JP20878292 A JP 20878292A JP 3197350 B2 JP3197350 B2 JP 3197350B2
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display device
light
half mirror
concave
image
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徳橋有紀
聡 今井
島田直人
岡村俊朗
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Olympus Corp
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Olympus Optic Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポータブル型ディスプ
レイ装置に関し、特に、観察者の頭部又は顔面に装着し
て電子像等を観察するディスプレイ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable display device, and more particularly, to a display device which is mounted on an observer's head or face to observe an electronic image or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、観察者の頭部又は顔面に装着して
液晶表示素子等の画像表示素子に表示された電子像を見
るディスプレイ装置としては、眼球の前面にハーフミラ
ーと凹面状の全反射ミラー又はハーフミラーとを配置し
て、電子像をこれらのミラー面で反射させて眼球に導く
ものが知られている(特開平3−188777号)。す
なわち、図4(a)に示すように、観察者の眼球1の前
面に、光軸に対して斜めにハーフミラー2を配置し、そ
の前に凹面鏡3を配置して、光軸外に配置した液晶表示
素子等の画像表示素子4からの電子像をハーフミラー2
により凹面鏡3側に反射し、その像を凹面鏡3により空
中の拡大像として拡大反射し、その拡大像はハーフミラ
ー2を透過して眼球1へ導かれるようにしている。ま
た、同図(b)の場合は、同図(a)の凹面鏡3の代わ
りに凹面ハーフミラー5を用いて、電子像については、
同図(a)と同様に拡大観察可能にし、また、外界像を
選択的に見えるようするために、液晶シャッター6をこ
の凹面ハーフミラー5の前側に配置して、選択的に眼球
1へ導入可能にし、外界像と電子像の合成、又は、何れ
か一方を選択的に観察可能にしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device which is mounted on an observer's head or face to view an electronic image displayed on an image display device such as a liquid crystal display device, a half mirror and a concave surface are provided on the front surface of an eyeball. It is known that a reflection mirror or a half mirror is arranged, and an electronic image is reflected on these mirror surfaces and guided to an eyeball (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-188777). That is, as shown in FIG. 4A, a half mirror 2 is arranged obliquely with respect to the optical axis on the front surface of the eyeball 1 of the observer, and a concave mirror 3 is arranged in front of the half mirror 2 and arranged outside the optical axis. The electron image from the image display element 4 such as a liquid crystal display element
Is reflected to the concave mirror 3 side, the image is enlarged and reflected by the concave mirror 3 as an enlarged image in the air, and the enlarged image is transmitted through the half mirror 2 and guided to the eyeball 1. In the case of FIG. 2B, a concave half mirror 5 is used instead of the concave mirror 3 of FIG.
A liquid crystal shutter 6 is arranged in front of the concave half mirror 5 and selectively introduced into the eyeball 1 in order to enable enlarged observation similarly to FIG. This makes it possible to selectively observe one or one of a combination of an external image and an electronic image.

【0003】このような配置によると、画像表示素子4
の像は、ハーフミラー2で反射され、凹面鏡3又は凹面
ハーフミラー5で反射された後、ハーフミラー2を透過
して眼球1の網膜上に結像するので、眼1から凹面鏡3
又は凹面ハーフミラー5までの距離、及び、画像表示素
子4から凹面鏡3又は凹面ハーフミラー5までの距離を
等しくかつ短くでき、像の歪みも少ない。また、凹面鏡
3の代わりに凹面ハーフミラー5を用いることにより、
画像表示素子4の電子像と外界像を重ねて見るとシース
ルー機能を持たせることができる。
According to such an arrangement, the image display element 4
Is reflected by the half mirror 2 and is reflected by the concave mirror 3 or the concave half mirror 5, and then passes through the half mirror 2 to form an image on the retina of the eyeball 1. Therefore, the concave mirror 3
Alternatively, the distance to the concave half mirror 5 and the distance from the image display element 4 to the concave mirror 3 or the concave half mirror 5 can be made equal and short, and image distortion is reduced. Also, by using the concave half mirror 5 instead of the concave mirror 3,
When the electronic image of the image display element 4 and the external image are viewed in a superimposed manner, a see-through function can be provided.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図4(a)の
場合、画像表示素子4からの光は、ハーフミラー2を合
計2回反射又は透過するため、観察者が見ることができ
る光量は1/4に低下し、図4(b)のように、凹面鏡
3の代わりに凹面ハーフミラー5を用いると、これにこ
の凹面ハーフミラー5の反射が加わるため、この光量は
1/8になってしまい、観察効率が悪く、暗い電子像し
か見ることができない。電子像の明るさをより明るくす
るためには、画像表示素子4を大きく、大出力のものに
すればよいが、ディスプレイ装置の重量が増え、大型化
するので望ましくない。
However, in the case of FIG. 4A, since the light from the image display element 4 is reflected or transmitted twice in total by the half mirror 2, the amount of light that can be seen by the observer is small. When the concave half mirror 5 is used in place of the concave mirror 3 as shown in FIG. 4B, the reflection of the concave half mirror 5 is added to this, so that the light amount is reduced to 1/8. As a result, the observation efficiency is poor and only a dark electronic image can be seen. In order to further increase the brightness of the electronic image, the image display element 4 may have a large size and a large output, but this is not desirable because the weight and size of the display device increase.

【0005】また、凹面ハーフミラー5を用いる場合、
画像表示素子4からの映像を見る時に常に外界光が入っ
てきてしまうので、この凹面ハーフミラー5の前方にシ
ャッターを設けて外界光を遮断するようにする必要があ
る。このシャッターとして、機械的なものも考えられる
が、頭部又は顔面装着式のためには、軽量小型な液晶シ
ャッターを用いるのが現実的である。それが、図4
(b)の構成であるが、液晶シャッター6は、入射光を
直線偏光に制限し、その偏光面の回転により通過、遮断
の切り換えを行うものであるので、この液晶シャッター
6により、眼球1に到達する外界光の強度は1/2に減
衰され、さらに、凹面ハーフミラー5、ハーフミラー2
でそれぞれ1/2に減衰されるので、外界像の明るさも
1/8になってしまい、暗い外界像しか見ることができ
ない。
When the concave half mirror 5 is used,
Since external light always enters when viewing an image from the image display element 4, it is necessary to provide a shutter in front of the concave half mirror 5 to block external light. A mechanical shutter may be used as the shutter, but it is practical to use a light and small liquid crystal shutter for a head or face-mounted shutter. Fig. 4
The liquid crystal shutter 6 restricts incident light to linearly polarized light and switches between passing and blocking by rotating the plane of polarization of the liquid crystal shutter 6. The intensity of the arriving external light is attenuated by half, and furthermore, the concave half mirror 5 and the half mirror 2
, The brightness of the external image is also reduced to 8, and only a dark external image can be seen.

【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、小型で軽量な頭部又は顔面装
着式ディスプレイ装置において、光量損失を減らして光
の利用効率をアップさせ、明るい映像を観察可能にする
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a small and lightweight head or face-mounted display device that reduces light loss and improves light use efficiency. The purpose is to make a bright image observable.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の頭部又は顔面装着式ディスプレイ装置は、観察像を
表示する画像表示装置と、前記画像表示装置からの光を
部分透過部分反射させるための部分透過反射面と、前記
部分透過反射面によって反射された光を観察者の眼球に
導くように反射させる凹面ハーフミラーと、前記凹面ハ
ーフミラーの前方に設けられた光量制御手段とを有する
頭部又は顔面装着式ディスプレイ装置において、前記部
分透過反射面が偏光ビームスプリッターによって形成さ
れており、前記偏光ビームスプリッターと前記凹面ハー
フミラーとの間に第1の1/4波長板を設けると共に、
前記光量制御手段として偏光板と第2の1/4波長板を
設けたことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a head-mounted or face-mounted display device for displaying an image to be observed, and partially transmitting and partially reflecting light from the image display device. For transmitting light reflected by the partial transmission / reflection surface to an eyeball of an observer, and a light amount control unit provided in front of the concave half mirror. In the head or face-mounted display device, the partial transmission / reflection surface is formed by a polarizing beam splitter, and a first quarter-wave plate is provided between the polarizing beam splitter and the concave half mirror,
A polarizing plate and a second quarter-wave plate are provided as the light amount control means.

【0008】[0008]

【0009】この場合、第2の1/4波長板に対して偏
光板の偏光軸の向きを相対的に回転可能に構成して、外
界光の光量を任意に制御するようにすることができる。
In this case, the direction of the polarization axis of the polarizing plate can be relatively rotated with respect to the second quarter-wave plate, so that the amount of external light can be arbitrarily controlled. .

【0010】[0010]

【作用】本発明においては、画像表示装置からの光を接
眼光学系である凹面鏡又は凹面ハーフミラーへ導くため
の部分透過部分反射面として、偏光ビームスプリッター
を用い、その凹面鏡又は凹面ハーフミラー側に1/4波
長板を配置したので、画像表示装置からの所定方向の直
線偏光成分は減衰なしに全て観察者の眼に到達する。し
たがって、画像表示装置からの明るい電子像を観察する
ことができる。
According to the present invention, a polarizing beam splitter is used as a partially transmitting partial reflecting surface for guiding light from an image display device to a concave mirror or a concave half mirror as an eyepiece optical system, and the concave mirror or the concave half mirror side is used. Since the quarter-wave plate is disposed, all linearly polarized light components in a predetermined direction from the image display device reach the observer's eyes without attenuation. Therefore, a bright electronic image from the image display device can be observed.

【0011】また、凹面ハーフミラーの前方に1/4波
長板と偏光板を配置することにより外界像も明るく観察
することができ、同時に、外界光の光量制御及びスイッ
チングができる。
Further, by arranging a quarter-wave plate and a polarizing plate in front of the concave half mirror, an external image can be observed brightly, and at the same time, the amount of external light can be controlled and switched.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照にして本発明の頭部又は顔
面装着式ディスプレイ装置の実施例について説明する。
本発明の基本的原理は、液晶表示素子のような画像表示
素子と、この画像表示素子からの光を部分透過部分反射
させるためのハーフミラーと、このハーフミラーによっ
て反射された光を観察者の眼球に導くように反射させる
凹面鏡又は凹面ハーフミラーとからなる頭部又は顔面装
着式ディスプレイ装置において、ハーフミラーの代わり
に偏光ビームスプリッターを用い、この偏光ビームスプ
リッターと凹面鏡又は凹面ハーフミラーとの間に1/4
波長板を設けて、画像表示素子からの光をまず偏光ビー
ムスプリッターで全反射させ、1/4波長板を介して凹
面鏡又は凹面ハーフミラーで反射した光の偏光の向きを
90°変えて、偏光ビームスプリッターを全透過させ
て、眼球上に導き、ハーフミラーでの光量損失をなく
し、画像表示素子からの表示光の利用効率を上げること
である。また、凹面ハーフミラーの外側に1/4波長板
と偏光板を設け、偏光板の偏光軸の向きを変えることで
外界像の明るさを制御するようにすることである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a head or face-mounted display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The basic principle of the present invention is that an image display device such as a liquid crystal display device, a half mirror for partially transmitting and partially reflecting light from the image display device, and a light reflected by the half mirror for an observer. In a head or face-mounted display device including a concave mirror or a concave half mirror that reflects light to be guided to the eyeball, a polarizing beam splitter is used instead of the half mirror, and between the polarizing beam splitter and the concave mirror or the concave half mirror. 1/4
A wave plate is provided, and the light from the image display device is first totally reflected by a polarizing beam splitter, and the direction of polarization of the light reflected by the concave mirror or the concave half mirror via the quarter-wave plate is changed by 90 °, and the polarization is changed. The objective of the present invention is to allow the beam splitter to pass through the entire beam splitter and guide the beam splitter onto the eyeball, eliminate the loss of light amount at the half mirror, and increase the efficiency of using display light from the image display device. Further, a quarter-wave plate and a polarizing plate are provided outside the concave half mirror, and the brightness of an external image is controlled by changing the direction of the polarization axis of the polarizing plate.

【0013】まず、本発明の第1の実施例を図1の概略
の構成を示す図を参照にして説明する。観察者の眼球1
の前面に、光軸に対して斜めに偏光ビームスプリッター
8を配置し、その前に1/4波長板9を配置し、その前
方に凹面鏡3を配置して、光軸外に配置した液晶表示素
子等の画像表示素子4からの電子像を偏光ビームスプリ
ッター8により凹面鏡3側に反射し、その像を凹面鏡3
により空中の拡大像として拡大反射し、その拡大像は偏
光ビームスプリッター8を透過して眼球1へ導かれるよ
うになっている。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic diagram of FIG. Observer's eyeball 1
A liquid crystal display in which a polarizing beam splitter 8 is disposed obliquely with respect to the optical axis, a quarter-wave plate 9 is disposed in front of the polarizing beam splitter 8, and a concave mirror 3 is disposed in front of the polarizing beam splitter 8, and is disposed outside the optical axis. An electron image from an image display element 4 such as an element is reflected by the polarizing beam splitter 8 to the concave mirror 3 side, and the image is reflected by the concave mirror 3.
As a result, the reflected light is enlarged and reflected as an enlarged image in the air, and the enlarged image is transmitted to the eyeball 1 through the polarizing beam splitter 8.

【0014】ここで、液晶表示素子4から出る光は、通
常特定方向に直線偏光している。液晶表示素子の1例を
図3に図示する。これは、高解像アクティブマトリック
ス型液晶表示素子の構成の1例を示すもので、簡単に説
明すると、液晶10が2枚のガラス基板11、12の間
に封入されており、一方の基板11の内面にはカラーフ
ィルター層13と共通電極14が、他方の基板12の内
面にはデータ線15と走査線16がマトリックス状に配
置され、それらの交点にTFT(薄膜トランジスター)
17と透明駆動電極18が接続されており、両基板1
1、12の外側には相互に直交する偏光板19、20が
配置された構造になっている。駆動電極18と共通電極
14の間に電圧が印加されていない場合、偏光板20を
通過した直線偏光は、その部分の例えばTNモード液晶
10により偏光方向が90°回転され、他方の偏光板1
9を通過するが、両電極18、14間に電圧が印加され
ると、液晶10は旋光性を失い、偏光面が回転せず、他
方の偏光板19でブロックされて通過できない。したが
って、このような液晶表示素子4の表示像は特定方向に
直線偏光している。この偏光方向を、例えば紙面に垂直
なS偏光となるように配置する。
Here, the light emitted from the liquid crystal display element 4 is usually linearly polarized in a specific direction. One example of a liquid crystal display device is shown in FIG. This is an example of the configuration of a high-resolution active matrix type liquid crystal display device. In brief, a liquid crystal 10 is sealed between two glass substrates 11 and 12, and one of the substrates 11 A color filter layer 13 and a common electrode 14 are arranged on the inner surface of the substrate, and data lines 15 and scanning lines 16 are arranged on the inner surface of the other substrate 12 in a matrix.
17 and the transparent drive electrode 18 are connected to each other.
Polarizing plates 19 and 20 which are orthogonal to each other are arranged outside of 1 and 12. When no voltage is applied between the driving electrode 18 and the common electrode 14, the polarization direction of the linearly polarized light that has passed through the polarizing plate 20 is rotated by 90 ° by the TN mode liquid crystal 10 at that portion, and the other polarizing plate 1 is rotated.
9, when a voltage is applied between the electrodes 18 and 14, the liquid crystal 10 loses optical rotation, the polarization plane does not rotate, and the liquid crystal 10 is blocked by the other polarizing plate 19 and cannot pass. Therefore, the display image of such a liquid crystal display element 4 is linearly polarized in a specific direction. This polarization direction is arranged to be, for example, S-polarized light perpendicular to the paper surface.

【0015】そして、偏光ビームスプリッター8とし
て、例えば偏光性干渉フィルターを用いる。これは、誘
電体多層膜から構成された斜め入射の干渉フィルターか
らなる偏光子の一種で、例えばS偏光はほぼ100%反
射し、P偏光はほぼ100%透過させるものである。こ
のような液晶表示素子4と偏光ビームスプリッター8の
組み合わせを用いると、液晶表示素子4の出射光の大部
分は偏光ビームスプリッター8で反射される。そして、
1/4波長板9の光学軸をS偏光に対して45°の角度
に設定すると、偏光ビームスプリッター8で反射された
S偏光は、1/4波長板9を透過して円偏光となって凹
面鏡3に入射し、そこで反射された後、再度1/4波長
板9を透過し、透過後はP偏光に変わり、今度は偏光ビ
ームスプリッター8を反射なしに透過して、観察者の眼
球1に到達する。したがって、液晶表示素子4から出た
光は殆ど損失なしに観察者の眼球1に達し、明るい電子
像を観察することができる。
As the polarization beam splitter 8, for example, a polarization interference filter is used. This is a kind of polarizer comprising an oblique incidence interference filter composed of a dielectric multilayer film. For example, S-polarized light reflects almost 100% and P-polarized light transmits almost 100%. When such a combination of the liquid crystal display element 4 and the polarization beam splitter 8 is used, most of the light emitted from the liquid crystal display element 4 is reflected by the polarization beam splitter 8. And
When the optical axis of the quarter-wave plate 9 is set at an angle of 45 ° with respect to the S-polarized light, the S-polarized light reflected by the polarization beam splitter 8 passes through the quarter-wave plate 9 and becomes circularly polarized light. After entering the concave mirror 3 and reflected there, it passes through the quarter-wave plate 9 again, changes to P-polarized light after transmission, and then passes through the polarization beam splitter 8 without reflection, thereby obtaining the eyeball 1 of the observer. To reach. Therefore, light emitted from the liquid crystal display element 4 reaches the observer's eyeball 1 with little loss, and a bright electronic image can be observed.

【0016】以上において、画像表示素子4として、出
射光が特定方向に直線偏光している液晶表示素子の代わ
りに、LEDアレーのような偏光していない光を出すも
のを用いる場合でも、偏光ビームスプリッター8へ最初
に入射する時に光量が半分に減衰するのみで、その後は
上記と同様に減衰がないので、その場合も従来の光量が
1/4になるものと比較してより明るい電子像を観察す
ることができる。
In the above description, even when an image display element 4 that emits unpolarized light, such as an LED array, is used instead of a liquid crystal display element in which emitted light is linearly polarized in a specific direction, a polarized beam is used. Since the amount of light is only attenuated by half when the light first enters the splitter 8, there is no attenuation after that as in the above case. Can be observed.

【0017】なお、図1において、凹面鏡3を凹面ハー
フミラーとして、シースルー機能を有するようにしても
よい。この場合でも、凹面ハーフミラーでの損失はある
ものの、従来例に比べて液晶表示素子4からの光の利用
効率は4倍に上がる。
In FIG. 1, the concave mirror 3 may be a concave half mirror to have a see-through function. Even in this case, although there is a loss in the concave half mirror, the use efficiency of the light from the liquid crystal display element 4 is quadrupled as compared with the conventional example.

【0018】第2の実施例は、このようにシースルー機
能を持たせた場合に、外界像の明るさを変えられるよう
にしたものである。すなわち、図1の凹面鏡3を凹面ハ
ーフミラー5で置き換えた図2において、凹面ハーフミ
ラー5の前方に凹面ハーフミラー5側から第2の1/4
波長板21と偏光板22を配置する。第2の1/4波長
板21の光学軸は、第1の1/4波長板9と同じ向きに
する。また、偏光板22の偏光軸の向きをS方向つまり
紙面と垂直にした場合、外界光7は偏光板22を透過し
てS偏光となり、第2の1/4波長板21で円偏光にな
る。凹面ハーフミラー5を透過後、第1の1/4波長板
9でP偏光に変換され、偏光ビームスプリッター8を透
過して、観察者の眼球1に到達する。このとき、外界光
7の光量は最大となる。偏光板22の軸の向きを回転さ
せると、2枚の1/4波長板21、9を透過した光は徐
々にS偏光成分が増え、偏光ビームスプリッター8で反
射されるようになる。偏光板22の偏光軸の向きがP方
向のとき、外界光7は殆ど偏光ビームスプリッター8で
反射され、眼球1には届かなくなる。このように、偏光
板22の偏光軸の向きを変えることにより、外界像の明
るさを変え、また、そのスイッチングが可能になる。こ
の実施例は、単に液晶シャッターを使う場合(図4
(b))に比べ、外界光の利用効率が2倍になる。
In the second embodiment, when the see-through function is provided as described above, the brightness of the external image can be changed. That is, in FIG. 2 in which the concave mirror 3 of FIG. 1 is replaced by a concave half mirror 5, a second quarter of the front of the concave half mirror 5 from the concave half mirror 5 side.
The wave plate 21 and the polarizing plate 22 are arranged. The optical axis of the second quarter-wave plate 21 is oriented in the same direction as the first quarter-wave plate 9. When the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22 is set to the S direction, that is, perpendicular to the plane of the drawing, the external light 7 passes through the polarizing plate 22 and becomes S-polarized light, and the second quarter-wave plate 21 becomes circularly polarized light. . After passing through the concave half mirror 5, it is converted into P-polarized light by the first 波長 wavelength plate 9, passes through the polarization beam splitter 8, and reaches the eyeball 1 of the observer. At this time, the amount of the external light 7 becomes maximum. When the direction of the axis of the polarizing plate 22 is rotated, the light transmitted through the two quarter-wave plates 21 and 9 gradually increases in the S-polarized component, and is reflected by the polarizing beam splitter 8. When the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22 is the P direction, the external light 7 is almost reflected by the polarizing beam splitter 8 and does not reach the eyeball 1. As described above, by changing the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22, the brightness of the external image can be changed and its switching can be performed. In this embodiment, a case where a liquid crystal shutter is simply used (FIG. 4)
The use efficiency of the external light is doubled as compared with (b)).

【0019】なお、偏光板22の偏光軸の向きを変える
方法としては、機械的に偏光板22を回転させてもよい
し、偏光板22の後に偏光面を回転させる液晶素子を設
け、それへの印加電圧を変えるようにしてもよい。
As a method for changing the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22, the polarizing plate 22 may be mechanically rotated, or a liquid crystal element for rotating the polarizing plane is provided after the polarizing plate 22, May be changed.

【0020】以上、本発明の頭部又は顔面装着式ディス
プレイ装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきた
が、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可
能である。例えば、偏光ビームスプリッターとして、以
上の実施例においては、何れも偏光性干渉フィルターを
用いるものとしたが、これ以外に公知の偏光ビームスプ
リッター、例えば、複屈折結晶からなるプリズム等を用
いることもできる。
Although the head or face-mounted display device of the present invention has been described based on several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible. For example, as the polarizing beam splitter, in each of the above embodiments, a polarizing interference filter is used. However, a known polarizing beam splitter, such as a prism made of a birefringent crystal, may be used. .

【0021】[0021]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の頭部又は顔面装着式ディスプレイ装置によると、画像
表示装置からの光を接眼光学系である凹面鏡又は凹面ハ
ーフミラーへ導くための部分透過部分反射面として、偏
光ビームスプリッターを用い、その凹面鏡又は凹面ハー
フミラー側に1/4波長板を配置したので、画像表示装
置からの所定方向の直線偏光成分は減衰なしに全て観察
者の眼に到達する。したがって、画像表示装置からの明
るい電子像を観察することができる。
As is apparent from the above description, according to the head or face-mounted display device of the present invention, a portion for guiding light from an image display device to a concave mirror or a concave half mirror as an eyepiece optical system. Since a polarizing beam splitter is used as the transmitting partial reflecting surface and a quarter-wave plate is arranged on the concave mirror or concave half mirror side, all linearly polarized light components in a predetermined direction from the image display device are not attenuated by the observer. To reach. Therefore, a bright electronic image from the image display device can be observed.

【0022】また、凹面ハーフミラーの前方に1/4波
長板と偏光板を配置することにより外界像も明るく観察
することができ、同時に、外界光の光量制御及びスイッ
チングができる。
Further, by arranging a quarter-wave plate and a polarizing plate in front of the concave half mirror, an external image can be observed brightly, and at the same time, the amount of external light can be controlled and switched.

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

【図1】本発明の頭部又は顔面装着式ディスプレイ装置
の第1実施例の概略の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a head or face-mounted display device of the present invention.

【図2】第2実施例の概略の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment.

【図3】液晶表示素子の1例の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an example of a liquid crystal display element.

【図4】従来の頭部又は顔面装着式ディスプレイ装置の
構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional head or face-mounted display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…観察者の眼球 3…凹面鏡 4…画像表示素子(液晶表示素子) 5…凹面ハーフミラー 7…外界光 8…偏光ビームスプリッター 9…(第1の)1/4波長板 21…第2の1/4波長板 22…偏光板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Eyeball of an observer 3 ... Concave mirror 4 ... Image display element (liquid crystal display element) 5 ... Concave half mirror 7 ... External light 8 ... Polarization beam splitter 9 ... (1st) 1/4 wavelength plate 21 ... 2nd 1/4 wavelength plate 22 ... Polarizing plate

フロントページの続き (72)発明者 岡村俊朗 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号オリ ンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−43397(JP,A) 実開 平1−97378(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/28 H04N 5/64 511 Continued on the front page (72) Inventor Toshiro Okamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-6-43397 (JP, A) 97378 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 27/28 H04N 5/64 511

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 観察像を表示する画像表示装置と、前記
画像表示装置からの光を部分透過部分反射させるための
部分透過反射面と、前記部分透過反射面によって反射さ
れた光を観察者の眼球に導くように反射させる凹面ハー
フミラーと、前記凹面ハーフミラーの前方に設けられた
光量制御手段とを有する頭部又は顔面装着式ディスプレ
イ装置において、前記部分透過反射面が偏光ビームスプ
リッターによって形成されており、前記偏光ビームスプ
リッターと前記凹面ハーフミラーとの間に第1の1/4
波長板を設けると共に、前記光量制御手段として偏光板
と第2の1/4波長板を設けたことを特徴とする頭部又
は顔面装着式ディスプレイ装置。
An image display device for displaying an observation image, a partial transmission reflection surface for partially transmitting and partially reflecting light from the image display device, and a light reflected by the partial transmission reflection surface for an observer. In a head or face-mounted display device having a concave half mirror that reflects light to be guided to an eyeball and a light amount control unit provided in front of the concave half mirror, the partially transmitting / reflecting surface is formed by a polarizing beam splitter. A first quarter of the distance between the polarizing beam splitter and the concave half mirror.
A head-mounted or face-mounted display device comprising a wavelength plate and a polarizing plate and a second quarter-wave plate as the light amount control means.
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