JP6402991B2 - 画像表示装置 - Google Patents
画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6402991B2 JP6402991B2 JP2014203702A JP2014203702A JP6402991B2 JP 6402991 B2 JP6402991 B2 JP 6402991B2 JP 2014203702 A JP2014203702 A JP 2014203702A JP 2014203702 A JP2014203702 A JP 2014203702A JP 6402991 B2 JP6402991 B2 JP 6402991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light
- image
- unit
- image display
- 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.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 82
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 23
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 6
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 14
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/64—Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0145—Head-up displays characterised by optical features creating an intermediate image
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
- G02B2027/0174—Head mounted characterised by optical features holographic
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
この構成によれば、薄型の画像表示装置を実現することができる。
この構成によれば、半透過反射ミラーからなる第1偏向部を通して外界の像を視認できる。すなわち、観察者は、第2偏向部と第1偏向部の双方を通して外界の像を視認できるため、視野をさらに広げることができる。
この構成によれば、第1偏向部から入射した光の一部をホログラフィックミラーにより回折させて偏向し、観察者の眼に導くことができる。
この構成によれば、薄型の画像表示装置を実現することができる。
この構成によれば、第1偏向部から第2偏向部に向かう光が中間像の形成位置で集束される。そのため、画像表示装置を例えば観察者が頭部に装着した場合、第1偏向部と第2偏向部との間の光路が頭部と干渉しにくくなる。これにより、画像表示装置の小型化を図ることができる。さらにこの構成によれば、仮に第2偏向部に欠陥があったとしても、画像への影響を最小限に抑えることができる。
この構成によれば、観察者は歪みの少ない画像を見ることができる。
この構成によれば、観察者は歪みの少ない画像を見ることができる。また、観察者から見て補正光学系が第1偏向部の後方側に位置するため、補正光学系が観察者の視野を妨げるおそれが少なく、外界の像を広い範囲で視認することができる。
この構成によれば、部品点数が少なく、装置構成の簡素化を図ることができる。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
第1実施形態の画像表示装置は、使用者が頭に装着して使用するヘッドマウントディスプレイの一例である。
以下の説明では、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display)を、HMDと略記する。
図1は、使用者が第1実施形態のHMDを装着した状態を示す図である。
図2は、第1実施形態のHMDの斜視図である。
なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
右眼用画像表示部110Bと左眼用画像表示部110Aとは、同様の構成を有しており、双方の画像表示部内の各構成要素は左右対称に配置されている。そのため、以下では、右眼用画像表示部110Bを単に画像表示部110として詳細に説明し、左眼用画像表示部110Aの説明を省略する。
本実施形態の第1ミラー24は、特許請求の範囲の第1偏向部に対応する。本実施形態の第2ミラー25は、特許請求の範囲の第2偏向部に対応する。
図5に示すように、第2ミラー25の中心C2を通る接平面Fを想定する。第2ミラー25は、射出瞳の光軸AX1と接平面Fとのなす角度が略90°になるように配置されている。第2ミラー25は、第1ミラー24の中心C1から第2ミラー25の中心C2に向かう光の光軸AX2と射出瞳の光軸AX1とのなす角度θ1が鋭角となるように配置されている。本実施形態では、第1ミラー24の中心C1から第2ミラー25の中心C2に向かう光の光軸AX2と射出瞳の光軸AX1とのなす角度は、略60°に設定されている。したがって、第1ミラー24は、第2ミラー25に対して観察者の後方側、すなわち、観察者の耳に近い側に位置する。
なお、表示装置100の射出瞳の光軸AX1は、観察者が表示装置100を装着した際の観察者の瞳孔の中心軸に一致する。
図6において、従来の表示装置における視野を符号T1で示し、実施例1の表示装置における視野を符号T2で示し、実施例2の表示装置における視野を符号T3で示す。
以下、本発明の第2実施形態について、図7を用いて説明する。
本実施形態のHMDの基本構成は第1実施形態と同様であり、第2ミラーの構成が第1実施形態と異なる。
図7は、本実施形態のHMDの平面図である。
図7において、第1実施形態で用いた図3と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第3実施形態について、図8を用いて説明する。
本実施形態のHMDの基本構成は第1実施形態と同様であり、第1ミラーおよび第2ミラーの構成が第1実施形態と異なる。
図8は、本実施形態のHMDの平面図である。
図8において、第1実施形態で用いた図3と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第4実施形態について、図9を用いて説明する。
本実施形態のHMDの基本構成は第1実施形態と同様であり、第1ミラーおよび第2ミラーの構成が第1実施形態と異なる。
図9は、本実施形態のHMDの平面図である。
図9において、第1実施形態で用いた図3と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
その他の構成は第1実施形態と同様である。
例えば上記実施形態では、光走査デバイスを備えた画像生成部の例を挙げたが、この構成に代えて、液晶パネル、有機ELパネル等を備えた画像生成部であってもよい。第1偏向部および第2偏向部は、ミラーや上述のフレネルレンズに限らず、例えばプリズム等を備えたものであってもよい。その他、画像表示装置の各部の具体的な構成については、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
Claims (7)
- 画像情報を含む光を射出する画像生成部と、
前記画像生成部からの光による像を射出瞳の位置に向かうように生成する導光光学系と、
を備え、
前記導光光学系は、前記画像生成部から射出された光を偏向させる第1偏向部と、前記第1偏向部により偏向された光をさらに偏向させて前記射出瞳の位置に導くとともに、外光の一部を透過させる第2偏向部と、を備え、
前記第1偏向部から前記第2偏向部に向かう光の光軸と前記射出瞳の光軸とが鋭角をなし、
前記第1偏向部が、ミラーで構成され、
前記ミラーが、入射した光の一部を反射させ、入射した光の他の一部を透過させる半透過反射ミラーであることを特徴とする画像表示装置。 - 前記第2偏向部は、入射した光の一部を回折させて偏向するホログラフィックミラー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。
- 前記第2偏向部が、入射した光の一部を反射させ、入射した光の他の一部を透過させる半透過反射ミラーで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記第1偏向部と前記第2偏向部との間の光路上に、中間像が生成されることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記第2偏向部は、前記第1偏向部で光が偏向されることで生じた像歪みを補正することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記第1偏向部と前記画像生成部との間の光路上に、前記像を補正する補正光学系を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記第1偏向部と前記第2偏向部とが、一体のミラーで構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014203702A JP6402991B2 (ja) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | 画像表示装置 |
| CN201580052470.5A CN107077001B (zh) | 2014-10-02 | 2015-09-25 | 图像显示装置 |
| EP15846262.2A EP3203303B1 (en) | 2014-10-02 | 2015-09-25 | Image display apparatus |
| PCT/JP2015/004880 WO2016051747A1 (ja) | 2014-10-02 | 2015-09-25 | 画像表示装置 |
| US15/514,737 US10302948B2 (en) | 2014-10-02 | 2015-09-25 | Image display device having first and second deflection units |
| CN202010361983.7A CN111474716B (zh) | 2014-10-02 | 2015-09-25 | 图像显示装置 |
| TW104132239A TW201614329A (en) | 2014-10-02 | 2015-09-30 | Image display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014203702A JP6402991B2 (ja) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016071309A JP2016071309A (ja) | 2016-05-09 |
| JP6402991B2 true JP6402991B2 (ja) | 2018-10-10 |
Family
ID=55629817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014203702A Active JP6402991B2 (ja) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | 画像表示装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10302948B2 (ja) |
| EP (1) | EP3203303B1 (ja) |
| JP (1) | JP6402991B2 (ja) |
| CN (2) | CN111474716B (ja) |
| TW (1) | TW201614329A (ja) |
| WO (1) | WO2016051747A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017223167A1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | Ntt Docomo, Inc. | Optics of wearable display devices |
| JP6794738B2 (ja) | 2016-09-26 | 2020-12-02 | セイコーエプソン株式会社 | 頭部装着型表示装置 |
| JP2020502573A (ja) * | 2016-12-15 | 2020-01-23 | フサオ イシイ | レーザービームスキャナーを用いたウェアラブルディスプレイの光学系 |
| KR102366242B1 (ko) * | 2017-12-07 | 2022-02-23 | 삼성전자주식회사 | 미러 디스플레이 시스템에서 객체의 깊이를 제어하기 위한 방법 |
| JP2019109434A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| JP2019109435A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| JP7200637B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2023-01-10 | 株式会社リコー | 頭部装着型表示装置および表示システム |
| JP7192396B2 (ja) * | 2018-01-26 | 2022-12-20 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| EP3518024A1 (en) | 2018-01-26 | 2019-07-31 | Seiko Epson Corporation | Display device |
| JP2019144515A (ja) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
| JP2020071292A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 頭部装着型表示装置 |
| JP7223248B2 (ja) | 2018-11-01 | 2023-02-16 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| JP2021086074A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 透過型画像表示装置 |
| WO2022154176A1 (ko) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 엘지전자 주식회사 | 안경형 단말기 및 그 안경형 단말기의 가상 영상 제공 방법 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19631414A1 (de) * | 1996-08-05 | 1998-02-19 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur Aufnahme des Netzhautreflexbildes und Überlagerung von Zusatzbildern im Auge |
| JP2950306B2 (ja) * | 1997-11-27 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2003015217A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投射型画像表示装置 |
| WO2004029693A1 (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | Nikon Corp | 画像表示装置及び投影光学系 |
| JP2005202221A (ja) | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | 表示装置 |
| JP4605152B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2011-01-05 | 株式会社ニコン | 画像表示光学系及び画像表示装置 |
| JP4581946B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2010-11-17 | セイコーエプソン株式会社 | 画像表示装置 |
| JP5143772B2 (ja) | 2008-03-28 | 2013-02-13 | パナソニック株式会社 | 画像表示装置および画像表示方法 |
| JP2010122478A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Konica Minolta Holdings Inc | 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
| WO2010116726A1 (ja) | 2009-04-09 | 2010-10-14 | パナソニック株式会社 | ビーム走査型表示装置 |
| JP5290091B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2013-09-18 | オリンパス株式会社 | 眼鏡型画像表示装置 |
| JP5290092B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2013-09-18 | オリンパス株式会社 | 眼鏡型画像表示装置 |
| JP5434848B2 (ja) * | 2010-08-18 | 2014-03-05 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| JP5633406B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2014-12-03 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
| JP5686011B2 (ja) * | 2011-03-22 | 2015-03-18 | セイコーエプソン株式会社 | 画像リレー光学系及びこれを備える虚像表示装置 |
| US8294994B1 (en) * | 2011-08-12 | 2012-10-23 | Google Inc. | Image waveguide having non-parallel surfaces |
| FR2980858B1 (fr) * | 2011-10-04 | 2014-03-21 | Optinvent | Dispositif optique de projection d'images a miroirs aspheriques places tete-beche |
| US9316834B2 (en) * | 2011-11-24 | 2016-04-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Head-mounted display device with foveated pixels |
| JP6065630B2 (ja) | 2013-02-13 | 2017-01-25 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
| JP6209456B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2017-10-04 | 株式会社Qdレーザ | 画像投影装置及び投射装置 |
| US9529196B1 (en) * | 2014-06-05 | 2016-12-27 | Iphysicist Ltd. | Image guide optics for near eye displays |
-
2014
- 2014-10-02 JP JP2014203702A patent/JP6402991B2/ja active Active
-
2015
- 2015-09-25 CN CN202010361983.7A patent/CN111474716B/zh active Active
- 2015-09-25 WO PCT/JP2015/004880 patent/WO2016051747A1/ja not_active Ceased
- 2015-09-25 US US15/514,737 patent/US10302948B2/en active Active
- 2015-09-25 CN CN201580052470.5A patent/CN107077001B/zh active Active
- 2015-09-25 EP EP15846262.2A patent/EP3203303B1/en active Active
- 2015-09-30 TW TW104132239A patent/TW201614329A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111474716B (zh) | 2023-07-14 |
| US10302948B2 (en) | 2019-05-28 |
| WO2016051747A1 (ja) | 2016-04-07 |
| EP3203303B1 (en) | 2021-09-01 |
| CN107077001A (zh) | 2017-08-18 |
| US20170242252A1 (en) | 2017-08-24 |
| EP3203303A1 (en) | 2017-08-09 |
| JP2016071309A (ja) | 2016-05-09 |
| EP3203303A4 (en) | 2018-07-18 |
| CN107077001B (zh) | 2020-09-01 |
| CN111474716A (zh) | 2020-07-31 |
| TW201614329A (en) | 2016-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6402991B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| US10495883B2 (en) | Image display device with optical systems to guide light to a pupil | |
| JP5475083B2 (ja) | 表示装置 | |
| CN105929535B (zh) | 图像显示装置 | |
| US11598968B2 (en) | Image display device having maximum emission angle of image light smaller than maximum viewing angle of virtual image | |
| CN106353885B (zh) | 图像显示装置 | |
| WO2016143245A1 (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2017173573A (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2016224345A (ja) | 画像表示装置 | |
| CN109946840B (zh) | 显示装置 | |
| JP2023020004A (ja) | 虚像表示装置 | |
| CN119816776A (zh) | 图像显示装置和导光板 | |
| JP2021086074A (ja) | 透過型画像表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160623 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170913 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180612 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180808 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180817 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180830 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6402991 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |