JP4218553B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
図1を用いて、第1の実施の形態として示す画像表示装置10について説明をする。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19に導く虚像光学系とを備えている。
この(1)式は、入射光学面15aからプリズム15内に入射し、内部全反射しながら偏光ビームスプリッタ面16に到達した画像光を、光学平面15bに垂直となるように反射して、プリズム15外へ射出するために必要となる関係式である。
これより、角Aは、角Cを用いて、(3)式に示すように規定することができる。
例えば、画像表示装置10を、15度程度の画角、4mm程度の瞳径、20mm程度のアイレリーフをとるように設計した場合、角度Cは、最低でも20度程度必要となる。したがって、(3)式から、角Aは、40程度以上の角度が要求されることになる。このように、30度以上、90度未満の角度範囲で規定される角度Aは、角度C、つまりプリズム15の形状に応じてさらに規定される。
続いて、図5を用いて、本発明の第2の実施の形態として示す画像表示装置20について説明をする。画像表示装置20は、図1を用いて説明した画像表示装置10のプリズム15を、プリズム21に代えた構成となっている。なお、画像表示装置20は、画像表示装置10のプリズム15を、プリズム21に代えた以外は、全く同一の構成であるため、同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
続いて、図6を用いて、第1の参考例として示す画像表示装置30について説明をする。画像表示装置30は、図1を用いて説明した画像表示装置10のプリズム15を、プリズム31に代えた構成となっている。なお、画像表示装置30は、画像表示装置10のプリズム15を、プリズム31に代えた以外は、全く同一の構成であるため、同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
続いて、図7を用いて、第2の参考例として示す画像表示装置40について説明をする。画像表示装置40は、図6を用いて説明した画像表示装置30のプリズム31を、プリズム41に代えた構成となっている。なお、画像表示装置40は、画像表示装置30のプリズム31を、プリズム41に代えた以外は、全く同一の構成であるため、同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
Claims (6)
- 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子に表示された上記画像の画像光を中継するリレー光学系と、
第1の光学平面と、上記第1の光学平面に略平行に且つ光学瞳側に配される第2の光学平面と、上記第1の光学平面又は上記第2の光学平面の法線とのなす角が30度以上、90度未満となる光軸を有し、上記光学瞳側に配された上記画像表示素子に表示され上記リレー光学系で中継された上記画像の画像光を入射する入射光学面と、上記第1の光学平面及び上記第2の光学平面に対して所定の傾きを有し、上記入射光学面から入射された上記画像光を反射又は透過し、透過した上記画像光を上記光学瞳側に射出する反射透過面とを少なくとも有するプリズムと、
上記プリズムが有する上記第1の光学平面側に配され、上記反射透過面で反射され、上記第1の光学平面から射出された上記画像光を上記反射透過面に向け、略平行光となるように反射する反射光学素子と、
上記プリズムの上記第1の光学平面と、上記反射光学素子との光路中に、上記第1の光学平面又は上記反射光学素子との間に空気層を挟むようにして配され、上記画像光の偏光状態を変換する位相差光学素子とを備え、
上記プリズムは、上記入射光学面から当該プリズム内に入射された上記画像光を、上記第1の光学平面及び上記第2の光学平面で内部全反射させながら、上記反射透過面まで導光し、上記画像光の導光中に上記画像の中間像が形成され、
上記プリズム、上記プリズムが有する上記反射透過面、上記反射型光学素子、上記位相差光学素子を含む当該画像表示装置の虚像光学系は、全ての光学面の光軸が一致した共軸光学系であり、
上記入射光学面の上記光軸と、上記第1の光学平面又は上記第2の光学平面の上記法線とのなす角をAとし、上記プリズムが有する上記反射透過面と、上記第1の光学平面とのなす角をCとした場合に、上記角A及び上記角Cは、以下に示す(1)式
A=2C ・・・(1)
を満たす画像表示装置。 - 上記反射光学素子は、凹面形状の反射面が上記光学瞳側を向くように、上記第1の光学平面側に配された凹面鏡である請求項1記載の画像表示装置。
- 上記反射光学素子は、ホログラム面が上記光学瞳側を向くように、上記第1の光学平面側に配された反射型ホログラム光学素子である請求項1記載の画像表示装置。
- 画像を表示する画像表示素子と、
上記画像表示素子に表示された上記画像の画像光を中継するリレー光学系と、
第1の光学平面と、上記第1の光学平面に略平行に且つ光学瞳側に配される第2の光学平面と、上記第1の光学平面又は上記第2の光学平面の法線とのなす角が30度以上、90度未満となる光軸を有し、上記光学瞳側に配された上記画像表示素子に表示され上記リレー光学系で中継された上記画像の画像光を入射する入射光学面と、上記第1の光学平面及び上記第2の光学平面に対して所定の傾きを有し、上記入射光学面から入射された上記画像光を反射又は透過し、透過した上記画像光を上記光学瞳側に射出する反射透過面とを少なくとも有するプリズムと、
上記プリズムが有する上記第1の光学平面側に配され、上記反射透過面で反射され、上記第1の光学平面から射出された上記画像光を上記反射透過面に向け、略平行光となるように反射する反射光学素子と、
上記プリズムの上記第1の光学平面と、上記反射光学素子との光路中に、上記第1の光学平面又は上記反射光学素子との間に空気層を挟むようにして配され、上記画像光の偏光状態を変換する位相差光学素子とを備え、
上記プリズムは、上記入射光学面から当該プリズム内に入射された上記画像光を、上記第1の光学平面で内部全反射させて、上記反射透過面まで導光し、
上記プリズム、上記プリズムが有する上記反射透過面、上記反射型光学素子、上記位相差光学素子を含む当該画像表示装置の虚像光学系は、全ての光学面の光軸が一致した共軸光学系であり、
上記入射光学面の上記光軸と、上記第1の光学平面又は上記第2の光学平面の上記法線とのなす角をAとし、上記プリズムが有する上記反射透過面と、上記第1の光学平面とのなす角をCとした場合に、上記角A及び上記角Cは、以下に示す(1)式
A=2C ・・・(1)
を満たす画像表示装置。 - 上記反射光学素子は、凹面形状の反射面が上記光学瞳側を向くように、上記第1の光学平面側に配された凹面鏡である請求項4記載の画像表示装置。
- 上記反射光学素子は、ホログラム面が上記光学瞳側を向くように、上記第1の光学平面側に配された反射型ホログラム光学素子である請求項4記載の画像表示装置。
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