JPH0659217A - Head or face mounting type display device - Google Patents
Head or face mounting type display deviceInfo
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- JPH0659217A JPH0659217A JP20878292A JP20878292A JPH0659217A JP H0659217 A JPH0659217 A JP H0659217A JP 20878292 A JP20878292 A JP 20878292A JP 20878292 A JP20878292 A JP 20878292A JP H0659217 A JPH0659217 A JP H0659217A
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Abstract
Description
【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 the head or face of an observer 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 in front 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 to guide it to the eyeball (Japanese Patent Laid-Open No. 3-188777). That is, as shown in FIG. 4A, a half mirror 2 is arranged on the front surface of an eyeball 1 of an observer obliquely to the optical axis, and a concave mirror 3 is arranged in front of the half mirror 2 to be arranged outside the optical axis. The half mirror 2 receives the electronic image from the image display device 4 such as the liquid crystal display device.
Is reflected by the concave mirror 3 side, and the image is magnified and reflected as a magnified image in the air by the concave mirror 3, and the magnified image is transmitted through the half mirror 2 and guided to the eyeball 1. Further, in the case of FIG. 2B, a concave half mirror 5 is used instead of the concave mirror 3 of FIG.
Similarly to FIG. 1A, 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 magnified observation and to make the external image selectively visible. This makes it possible to selectively observe either the composite of the external image and the electronic image or one of them.
【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
The image of is reflected by the half mirror 2, reflected by the concave mirror 3 or the concave half mirror 5, and then transmitted through the half mirror 2 to form an image on the retina of the eyeball 1.
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 the image distortion is small. Further, by using the concave half mirror 5 instead of the concave mirror 3,
The see-through function can be provided by superposing the electronic image of the image display element 4 and the external image.
【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 through the half mirror 2 twice in total, the amount of light that can be seen by the observer is small. When the concave half mirror 5 is used instead of the concave mirror 3 as shown in FIG. 4B, the reflection of the concave half mirror 5 is added to the concave half mirror 5, and the amount of light becomes 1/8. The observation efficiency is poor and only dark electronic images can be seen. In order to make the brightness of the electronic image brighter, the image display element 4 may be made large and have a large output, but this is not desirable because the weight of the display device increases and the size becomes large.
【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 the external light. A mechanical shutter may be considered as this shutter, but for a head- or face-mounted shutter, it is practical to use a lightweight and small liquid crystal shutter. That is Figure 4
With the configuration of (b), the liquid crystal shutter 6 limits incident light to linearly polarized light and switches between passing and blocking by rotation of its polarization plane. The intensity of the external light that reaches is attenuated to 1/2, and further, the concave half mirror 5 and the half mirror 2
Since each is attenuated to 1/2, the brightness of the external image also becomes 1/8, and only the 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。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce light quantity loss and improve light utilization efficiency in a small and lightweight head- or face-mounted display device. To make it possible to observe bright images.
【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鏡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いると共
に、前記偏光ビームスプリッターと前記凹面鏡との間に
１／４波長板を設けたことを特徴とするものである。A head- or face-mounted display device of the present invention that achieves the above-mentioned object is an image display device for displaying an observation image, and light from the image display device is partially transmitted and partially reflected. In a head- or face-mounted display device having a partially transmissive / reflecting surface and a concave mirror for reflecting the light reflected by the partially transmissive / reflective surface so as to guide the light to an eyeball of an observer, the partially transmissive / reflective surface is polarized It is characterized in that it is formed by a beam splitter and a quarter wavelength plate is provided between the polarization beam splitter and the concave mirror.
【０００８】また、もう１つの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。Another head- or face-mounted display device of the present invention is an image display device for displaying an observation image, and a partially transmissive / reflecting surface for partially transmitting and partially reflecting the light from the image display device. And a head- or face-mounted type having a concave half mirror that reflects the light reflected by the partially transmissive reflecting surface so as to guide it to the eyeball of an observer, and a light amount control means provided in front of the concave half mirror. In the display device, the partially transmissive / reflecting surface is formed by a polarization beam splitter, a first quarter-wave plate is provided between the polarization beam splitter and the concave half mirror, and a polarization controller is used as the light amount control means. It is characterized in that a plate and a second quarter-wave plate are provided.
【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。In the present invention, a polarizing beam splitter is used as a partially transmitting and partially reflecting surface for guiding the light from the image display device to the concave mirror or the concave half mirror which is the eyepiece optical system, and it is provided on the concave mirror or the concave half mirror side. Since the quarter-wave plate is arranged, all the linearly polarized light components in the predetermined direction from the image display device reach the eyes of the observer without being attenuated. 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。By arranging the quarter-wave plate and the polarizing plate in front of the concave half mirror, the external image can be observed brightly, and at the same time, the light 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。Embodiments of the head- or face-mounted display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The basic principle of the present invention is to provide 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 consisting of a concave mirror or a concave half mirror that reflects so as to guide it to the eyeball, a polarizing beam splitter is used instead of the half mirror, and between this polarizing beam splitter and the concave mirror or concave half mirror. 1/4
A wave plate is provided, and the light from the image display element is first totally reflected by the polarization 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 ° to polarize the light. This is to increase the efficiency of utilization of the display light from the image display element by completely transmitting the beam splitter and guiding it to the eyeball to eliminate the loss of light amount in the half mirror. Further, a quarter wavelength plate and a polarizing plate are provided outside the concave half mirror, and the brightness of the 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 diagram showing the schematic configuration of FIG. Eyeball of observer 1
A liquid crystal display in which a polarization beam splitter 8 is arranged diagonally to the optical axis, a quarter wavelength plate 9 is arranged in front of it, and a concave mirror 3 is arranged in front of it, so that it is arranged outside the optical axis. An electron image from the image display element 4 such as an element is reflected by the polarization beam splitter 8 toward the concave mirror 3 side, and the image is reflected by the concave mirror 3
Is enlarged and reflected as an enlarged image in the air, and the enlarged image is transmitted through the polarization beam splitter 8 and guided to the eyeball 1.
【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。The light emitted from the liquid crystal display element 4 is normally linearly polarized in a specific direction. An example of the liquid crystal display device is shown in FIG. This shows one example of the structure of a high resolution active matrix type liquid crystal display element. Briefly, the liquid crystal 10 is enclosed between two glass substrates 11 and 12, and one substrate 11 The color filter layer 13 and the common electrode 14 are arranged on the inner surface of the substrate, and the data lines 15 and the scanning lines 16 are arranged on the inner surface of the other substrate 12 in a matrix, and TFTs (thin film transistors) are formed at their intersections.
17 and the transparent drive electrode 18 are connected, and both substrates 1
Polarizing plates 19 and 20 that are orthogonal to each other are arranged on the outside of 1 and 12, respectively. When no voltage is applied between the drive electrode 18 and the common electrode 14, the linearly polarized light passing through the polarizing plate 20 has its polarization direction rotated by 90 ° by the TN mode liquid crystal 10 in that portion, and the other polarizing plate 1
However, when a voltage is applied between the electrodes 18 and 14, the liquid crystal 10 loses its optical rotatory power, its polarization plane does not rotate, and it 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. The polarization direction is arranged to be, for example, S-polarized light which is 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 composed of an obliquely incident interference filter composed of a dielectric multilayer film, and for example, S-polarized light is reflected almost 100% and P-polarized light is transmitted almost 100%. When such a combination of the liquid crystal display element 4 and the polarization beam splitter 8 is used, most of the emitted light of 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 being reflected there, it again passes through the quarter-wave plate 9 and then changes to P-polarized light. This time, it passes through the polarization beam splitter 8 without reflection, and the observer's eyeball 1 To reach. Therefore, the light emitted from the liquid crystal display element 4 reaches the eyeball 1 of the observer with almost no 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 if a liquid crystal display element whose emitted light is linearly polarized in a specific direction is used as the image display element 4 and one that emits unpolarized light such as an LED array is used, a polarized beam is used. The amount of light is only attenuated to half when it first enters the splitter 8, and thereafter there is no attenuation as in the above case. In that case as well, a brighter electron image is obtained as compared with the conventional one in which the amount of light is 1/4. 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 having a see-through function. Even in this case, although there is a loss in the concave half mirror, the utilization efficiency of the light from the liquid crystal display element 4 is four times higher than that in 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 in FIG. 1 is replaced with the concave half mirror 5, a second 1/4 is provided in front of the concave half mirror 5 from the concave half mirror 5 side.
A wave plate 21 and a polarizing plate 22 are arranged. The optical axis of the second quarter-wave plate 21 is oriented in the same direction as that of the first quarter-wave plate 9. When the polarization axis of the polarizing plate 22 is oriented in the S direction, that is, perpendicular to the paper surface, the external light 7 is transmitted through the polarizing plate 22 to be S-polarized light, which is circularly polarized by the second quarter-wave plate 21. . After passing through the concave half mirror 5, it is converted into P-polarized light by the first quarter-wave 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 S-polarized component of the light transmitted through the two quarter-wave plates 21 and 9 gradually increases and is reflected by the polarization beam splitter 8. When the polarization axis of the polarization plate 22 is in the P direction, most of the external light 7 is reflected by the polarization beam splitter 8 and does not reach the eyeball 1. In this way, by changing the direction of the polarization axis of the polarizing plate 22, it is possible to change the brightness of the external image and to switch it. In this embodiment, a liquid crystal shutter is simply used (see FIG. 4).
Use efficiency of 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 polarization plane may be provided after the polarizing plate 22, The applied voltage 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。The head- or face-mounted display device of the present invention has been described above based on some embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made. For example, as the polarization beam splitter, in each of the above embodiments, the polarization interference filter is used, but other known polarization beam splitters, for example, 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, the portion for guiding the light from the image display device to the concave mirror or the concave half mirror which is the eyepiece optical system. A polarized beam splitter was used as the transmissive partial reflection surface, and the quarter-wave plate was placed on the concave mirror or concave half mirror side, so that the linearly polarized light component from the image display device in the predetermined direction was not attenuated by the observer's eyes. 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 the quarter-wave plate and the polarizing plate in front of the concave half mirror, the external image can be observed brightly, and at the same time, the light amount of the external light can be controlled and switched.
【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 showing 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.
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 observer 3 ... Concave mirror 4 ... Image display element (liquid crystal display element) 5 ... Concave half mirror 7 ... External light 8 ... Polarization beam splitter 9 ... (First) quarter wave plate 21 ... Second Quarter wave 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Okamura Olympus Optical Industry Co., Ltd. 2-34-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo
Claims (2)
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鏡と
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
って形成されていると共に、前記偏光ビームスプリッタ
ーと前記凹面鏡との間に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。1. An image display device for displaying an observation image, a partially transmissive reflection surface for partially transmitting and partially reflecting light from the image display device, and light reflected by the partially transmissive reflection surface for an observer. In a head- or face-mounted display device having a concave mirror that reflects so as to lead to the eyeball, the partially transmissive reflective surface is formed by a polarization beam splitter, and 1 / between the polarization beam splitter and the concave mirror. A head- or face-mounted display device comprising a four-wave plate.
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。2. An image display device for displaying an observation image, a partially transmissive reflection surface for partially transmitting and partially reflecting light from the image display device, and light reflected by the partially transmissive reflection surface for an observer. In a head- or face-mounted display device having a concave half mirror that reflects the light so as to guide it to the eyeball, and a light amount control means provided in front of the concave half mirror, the partially transmissive reflective surface is formed by a polarization beam splitter. The first quarter of the space between the polarization beam splitter and the concave half mirror.
A head- or face-mounted display device comprising a wavelength plate and a polarizing plate and a second quarter-wave plate as the light quantity control means.
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