JPH0743634A - 顔面または頭部装着型ディスプレイ - Google Patents
顔面または頭部装着型ディスプレイInfo
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- JPH0743634A JPH0743634A JP6045700A JP4570094A JPH0743634A JP H0743634 A JPH0743634 A JP H0743634A JP 6045700 A JP6045700 A JP 6045700A JP 4570094 A JP4570094 A JP 4570094A JP H0743634 A JPH0743634 A JP H0743634A
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-
- 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
- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゴーストとなる不所望な外界光を有効に減衰
できるシースルー機能を具える顔面または頭部装着型デ
ィスプレイを提供する。 【構成】 映像表示装置(1) と、この映像表示装置(1)
に表示された映像を観察者の眼球(5) に導くと共に、外
界像を眼球(5) に導く接眼光学系(2,3) とを有するシー
スルー機能を具える顔面または頭部装着型ディスプレイ
において、接眼光学系(2,3) に不所望な外界光を減衰す
る光学手段(4,6,7,8) を設ける。
できるシースルー機能を具える顔面または頭部装着型デ
ィスプレイを提供する。 【構成】 映像表示装置(1) と、この映像表示装置(1)
に表示された映像を観察者の眼球(5) に導くと共に、外
界像を眼球(5) に導く接眼光学系(2,3) とを有するシー
スルー機能を具える顔面または頭部装着型ディスプレイ
において、接眼光学系(2,3) に不所望な外界光を減衰す
る光学手段(4,6,7,8) を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、映像表示装置と、こ
の映像表示装置に表示された映像を映像光路を経て観察
者の眼球に導くと共に、外界像を外界像光路を経て前記
観察者の眼球に導くように、前記外界像光路の少なくと
も一部を前記映像光路の少なくとも一部に重ね合わせて
なる接眼光学系とを有するシースルー機能を具える顔面
または頭部装着型ディスプレイに関するものである。
の映像表示装置に表示された映像を映像光路を経て観察
者の眼球に導くと共に、外界像を外界像光路を経て前記
観察者の眼球に導くように、前記外界像光路の少なくと
も一部を前記映像光路の少なくとも一部に重ね合わせて
なる接眼光学系とを有するシースルー機能を具える顔面
または頭部装着型ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シースルー機能を具える顔面または頭部
装着型ディスプレイとして、本願人は特願平４−３３０
３７０号において図１９に示すようなものを提案してい
る。このディスプレイは、液晶パネル１、ハーフミラー
プリズム２、凹面鏡３および液晶シャッタ４を有し、液
晶パネル１に表示された映像を、ハーフミラープリズム
２を透過させて凹面鏡３で反射させ、さらにハーフミラ
ープリズム２で反射させて観察者の眼球５に導くと共
に、液晶シャッタ４を選択的に開くことにより、外界像
をハーフミラープリズム２を透過させて、液晶パネル１
での映像に重畳して眼球５に導くようにしている。
装着型ディスプレイとして、本願人は特願平４−３３０
３７０号において図１９に示すようなものを提案してい
る。このディスプレイは、液晶パネル１、ハーフミラー
プリズム２、凹面鏡３および液晶シャッタ４を有し、液
晶パネル１に表示された映像を、ハーフミラープリズム
２を透過させて凹面鏡３で反射させ、さらにハーフミラ
ープリズム２で反射させて観察者の眼球５に導くと共
に、液晶シャッタ４を選択的に開くことにより、外界像
をハーフミラープリズム２を透過させて、液晶パネル１
での映像に重畳して眼球５に導くようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したディスプレイ
においては、液晶シャッタ４への印加電圧を制御するこ
とにより、外界像を液晶パネル１での映像に選択的に重
畳して観察できると共に、外界像の入射光量を任意に調
整できるという利点がある。
においては、液晶シャッタ４への印加電圧を制御するこ
とにより、外界像を液晶パネル１での映像に選択的に重
畳して観察できると共に、外界像の入射光量を任意に調
整できるという利点がある。
【０００４】しかしながら、本発明者らの実験によれ
ば、上述したディスプレイにおいては、以下のような改
良すべき点があることが判明した。すなわち、ハーフミ
ラープリズム２および凹面鏡３の屈折率は、空気のそれ
よりも大きいため、外界像の観察において、外光の一部
が破線矢印で示すようにハーフミラープリズム２の端面
や凹面鏡３で全反射して眼球５に入射し、これらがゴー
ストとなって外界像が観察しにくくなる。
ば、上述したディスプレイにおいては、以下のような改
良すべき点があることが判明した。すなわち、ハーフミ
ラープリズム２および凹面鏡３の屈折率は、空気のそれ
よりも大きいため、外界像の観察において、外光の一部
が破線矢印で示すようにハーフミラープリズム２の端面
や凹面鏡３で全反射して眼球５に入射し、これらがゴー
ストとなって外界像が観察しにくくなる。
【０００５】この発明は、上述した点に鑑みてなされた
もので、ゴーストとなる不所望な外界光を有効に減衰で
き、したがって外界像を明瞭に観察できるよう適切に構
成したシースルー機能を具える顔面または頭部装着型デ
ィスプレイを提供することを目的とする。
もので、ゴーストとなる不所望な外界光を有効に減衰で
き、したがって外界像を明瞭に観察できるよう適切に構
成したシースルー機能を具える顔面または頭部装着型デ
ィスプレイを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、映像表示装置と、この映像表示装置に
表示された映像を観察者の眼球に導くと共に、外界像を
前記眼球に導く接眼光学系とを有するシースルー機能を
具える顔面または頭部装着型ディスプレイにおいて、前
記接眼光学系に、不所望な外界光を減衰させる光学手段
を設けたことを特徴とするものである。
め、この発明は、映像表示装置と、この映像表示装置に
表示された映像を観察者の眼球に導くと共に、外界像を
前記眼球に導く接眼光学系とを有するシースルー機能を
具える顔面または頭部装着型ディスプレイにおいて、前
記接眼光学系に、不所望な外界光を減衰させる光学手段
を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、所定の偏光方向の外界光を透過する第１の偏光部材
と、映像光路上または前記外界像光路上に設けられ、前
記第１の偏光部材を経て入射する不所望な外界光の偏光
方向を変化させる偏光状態変化部材と、前記外界像光路
および前記映像光路が重なる光路上に設けられ、前記偏
光状態変化部材を経て入射する外界光を吸収する第２の
偏光部材とを具えることが、不所望な外界光の偏光方向
と、映像光の偏光方向とを異ならせて、不所望な外界光
が観察者の眼球に入射させないようにする点で好まし
い。また、前記光学手段は、外界像光路および／または
映像光路に設けられ、入射角によって光学特性が異なる
光学部材を具えることが、不所望な外界光を散乱させ
て、観察者の眼球に入射させないようにする点で好まし
い。さらに、前記光学手段は、映像光路上に設けられ、
不所望な外界光をより吸収する光吸収部材を具えること
をが、観察者の眼球に入射させないようにする点で好ま
しい。また、前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、前記映像の波長とは異なる波長の光を透過する第１
の波長選択部材と、映像光路上に設けられ、前記映像の
波長を透過すると共に、前記第１の波長選択部材を経て
入射する不所望な外界光を吸収する第２の波長選択部材
とを具えることが、外界像の波長と映像の波長とを適切
に選択して、不所望な外界光を観察者の眼球に入射させ
ないようにする点で好ましい。さらに、前記光学手段
は、外界像光路上に設けられ、所定の偏光方向の外界光
を透過する第３の偏光部材と、映像光路上に設けられ、
前記第３の偏光部材を経て入射する不所望な外界光を吸
収する第４の偏光部材とを具えることが、不所望な外界
光を、その偏光方向を特定して吸収し、観察者の眼球に
入射させないようにする点で好ましい。さらにまた、前
記光学手段は、外界像光路上に設けたルーバー光学素子
とすることが、不所望な外界光を観察者の眼球に入射し
ないように反射させる点で好ましい。
れ、所定の偏光方向の外界光を透過する第１の偏光部材
と、映像光路上または前記外界像光路上に設けられ、前
記第１の偏光部材を経て入射する不所望な外界光の偏光
方向を変化させる偏光状態変化部材と、前記外界像光路
および前記映像光路が重なる光路上に設けられ、前記偏
光状態変化部材を経て入射する外界光を吸収する第２の
偏光部材とを具えることが、不所望な外界光の偏光方向
と、映像光の偏光方向とを異ならせて、不所望な外界光
が観察者の眼球に入射させないようにする点で好まし
い。また、前記光学手段は、外界像光路および／または
映像光路に設けられ、入射角によって光学特性が異なる
光学部材を具えることが、不所望な外界光を散乱させ
て、観察者の眼球に入射させないようにする点で好まし
い。さらに、前記光学手段は、映像光路上に設けられ、
不所望な外界光をより吸収する光吸収部材を具えること
をが、観察者の眼球に入射させないようにする点で好ま
しい。また、前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、前記映像の波長とは異なる波長の光を透過する第１
の波長選択部材と、映像光路上に設けられ、前記映像の
波長を透過すると共に、前記第１の波長選択部材を経て
入射する不所望な外界光を吸収する第２の波長選択部材
とを具えることが、外界像の波長と映像の波長とを適切
に選択して、不所望な外界光を観察者の眼球に入射させ
ないようにする点で好ましい。さらに、前記光学手段
は、外界像光路上に設けられ、所定の偏光方向の外界光
を透過する第３の偏光部材と、映像光路上に設けられ、
前記第３の偏光部材を経て入射する不所望な外界光を吸
収する第４の偏光部材とを具えることが、不所望な外界
光を、その偏光方向を特定して吸収し、観察者の眼球に
入射させないようにする点で好ましい。さらにまた、前
記光学手段は、外界像光路上に設けたルーバー光学素子
とすることが、不所望な外界光を観察者の眼球に入射し
ないように反射させる点で好ましい。
【０００８】
【作用】この発明においては、外界光は、不所望な光線
が光学手段により減衰されて観察者の眼球に入射するこ
とになる。したがって、ゴーストの発生を有効に防止す
ることが可能となる。
が光学手段により減衰されて観察者の眼球に入射するこ
とになる。したがって、ゴーストの発生を有効に防止す
ることが可能となる。
【０００９】
【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すもので
ある。この実施例は、液晶パネル１、ハーフミラープリ
ズム２、凹面鏡３および液晶シャッタ４を有する図１９
に示したシースルー機能を具える顔面または頭部装着型
ディスプレイにおいて、液晶パネル１に表示された映像
を観察者の眼球５に導く映像光路上で、ハーフミラープ
リズム２の上下の端面にそれぞれ斜入射用のλ／４板
６，７を接着して設けると共に、ハーフミラープリズム
２と眼球５との間、すなわち外界像光路と映像光路とが
重なる部分に、液晶シャッタ４の透過軸と同方向の透過
軸を有する偏光板８を配置する。また、液晶パネル１の
表示面には補正用波長板９を設ける。なお、好適には、
λ／４板６，７は、広帯域の角度に対して一定のリタデ
ーションをもつよう構成すると共に、それらの屈折率お
よびハーフミラープリズム２との接着剤の屈折率は、ハ
ーフミラープリズム２の屈折率とほぼ同程度とする。
ある。この実施例は、液晶パネル１、ハーフミラープリ
ズム２、凹面鏡３および液晶シャッタ４を有する図１９
に示したシースルー機能を具える顔面または頭部装着型
ディスプレイにおいて、液晶パネル１に表示された映像
を観察者の眼球５に導く映像光路上で、ハーフミラープ
リズム２の上下の端面にそれぞれ斜入射用のλ／４板
６，７を接着して設けると共に、ハーフミラープリズム
２と眼球５との間、すなわち外界像光路と映像光路とが
重なる部分に、液晶シャッタ４の透過軸と同方向の透過
軸を有する偏光板８を配置する。また、液晶パネル１の
表示面には補正用波長板９を設ける。なお、好適には、
λ／４板６，７は、広帯域の角度に対して一定のリタデ
ーションをもつよう構成すると共に、それらの屈折率お
よびハーフミラープリズム２との接着剤の屈折率は、ハ
ーフミラープリズム２の屈折率とほぼ同程度とする。
【００１０】上記構成において、液晶シャッタ４を開と
して外界像を観察する場合、外界光は、液晶シャッタ４
の透過軸と平行な直線偏光（図１ではＰ偏光）が液晶シ
ャッタ４を透過してハーフミラープリズム２に入射す
る。ハーフミラープリズム２に入射した直線偏光の外界
光のうち、ハーフミラープリズム２をそのまま透過する
光は、液晶シャッタ４の透過軸と平行な透過軸を有する
偏光板８を透過して眼球５に入射する。
して外界像を観察する場合、外界光は、液晶シャッタ４
の透過軸と平行な直線偏光（図１ではＰ偏光）が液晶シ
ャッタ４を透過してハーフミラープリズム２に入射す
る。ハーフミラープリズム２に入射した直線偏光の外界
光のうち、ハーフミラープリズム２をそのまま透過する
光は、液晶シャッタ４の透過軸と平行な透過軸を有する
偏光板８を透過して眼球５に入射する。
【００１１】これに対して、破線矢印で示すように、ハ
ーフミラープリズム２の上下端に入射した光は、ハーフ
ミラープリズム２とλ／４板６，７とのそれぞれの接着
面では全反射せず、λ／４板６の上端面（空気との界
面）もしくは凹面鏡３で反射して、再び同じλ／４板
６，７を透過して偏光板８に入射する。すなわち、これ
らの外界光は、それぞれ同じλ／４板を２回透過するこ
とで、偏光方向が９０°回転され、Ｓ偏光に変換され
る。したがって、これらの外界光は、偏光板８を透過せ
ず、これによりゴーストが除去される。
ーフミラープリズム２の上下端に入射した光は、ハーフ
ミラープリズム２とλ／４板６，７とのそれぞれの接着
面では全反射せず、λ／４板６の上端面（空気との界
面）もしくは凹面鏡３で反射して、再び同じλ／４板
６，７を透過して偏光板８に入射する。すなわち、これ
らの外界光は、それぞれ同じλ／４板を２回透過するこ
とで、偏光方向が９０°回転され、Ｓ偏光に変換され
る。したがって、これらの外界光は、偏光板８を透過せ
ず、これによりゴーストが除去される。
【００１２】また、液晶パネル１での映像を観察する場
合、その映像光は、補正用波長板９、λ／４板６、ハー
フミラープリズム２およびλ／４板７を透過して凹面鏡
３で反射した後、λ／４板７を再び透過してハーフミラ
ープリズム２で反射され、偏光板８に入射する。ここ
で、λ／４板６，７は、斜入射に対しては、λ／４のリ
タデーションを持つが、垂直入射に対しては異なるリタ
デーションγを持つ。したがって、偏光板８に入射する
映像光は、補正用波長板９のリタデーションをΓとする
と、Γ＋３γとなる。
合、その映像光は、補正用波長板９、λ／４板６、ハー
フミラープリズム２およびλ／４板７を透過して凹面鏡
３で反射した後、λ／４板７を再び透過してハーフミラ
ープリズム２で反射され、偏光板８に入射する。ここ
で、λ／４板６，７は、斜入射に対しては、λ／４のリ
タデーションを持つが、垂直入射に対しては異なるリタ
デーションγを持つ。したがって、偏光板８に入射する
映像光は、補正用波長板９のリタデーションをΓとする
と、Γ＋３γとなる。
【００１３】この実施例では、映像光がλ／４板６，７
を透過することによって受ける３γのリタデーションを
考慮し、偏光板８に入射する映像光の偏光方向が、偏光
板８の透過軸と一致するように、補正用波長板９のリタ
デーションΓを設定する。このように構成することによ
り、液晶パネル１からの映像光を眼球５に有効に導くこ
とができる。
を透過することによって受ける３γのリタデーションを
考慮し、偏光板８に入射する映像光の偏光方向が、偏光
板８の透過軸と一致するように、補正用波長板９のリタ
デーションΓを設定する。このように構成することによ
り、液晶パネル１からの映像光を眼球５に有効に導くこ
とができる。
【００１４】図２は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例は、第１実施例において、ハーフミ
ラープリズム２の上端面に、液晶パネル１での映像を拡
大する平凹レンズ１０を接合し、この平凹レンズ１０と
ハーフミラープリズム２との間にλ／４板６を設けたも
ので、その他の構成は第１実施例と同様である。この場
合、λ／４板６に斜入射した外界光は、λ／４板６を透
過して平凹レンズ１０の空気との界面で反射されるが、
ここで反射された外界光は再びλ／４板６を透過するの
で、すなわちλ／４板６を２回透過するので、Ｓ偏光に
変換され、偏光板８で遮光される。したがって、第１実
施例と同様に、外界像のゴーストの発生を有効に防止す
ることができる。
である。この実施例は、第１実施例において、ハーフミ
ラープリズム２の上端面に、液晶パネル１での映像を拡
大する平凹レンズ１０を接合し、この平凹レンズ１０と
ハーフミラープリズム２との間にλ／４板６を設けたも
ので、その他の構成は第１実施例と同様である。この場
合、λ／４板６に斜入射した外界光は、λ／４板６を透
過して平凹レンズ１０の空気との界面で反射されるが、
ここで反射された外界光は再びλ／４板６を透過するの
で、すなわちλ／４板６を２回透過するので、Ｓ偏光に
変換され、偏光板８で遮光される。したがって、第１実
施例と同様に、外界像のゴーストの発生を有効に防止す
ることができる。
【００１５】図３は、この発明の第３実施例を示すもの
である。この実施例は、図１９に示す構成において、液
晶パネル１に表示された映像を観察者の眼球５に導く映
像光路上で、ハーフミラープリズム２の上下の端面にそ
れぞれ視野選択ガラス１１，１２を接着して設けたもの
である。ここで、視野選択ガラスは、図４に示すよう
に、垂直入射光はそのまま透過するが、入射角の大きい
光は散乱させるもので、例えば、日本板硝子製の「アン
グル２１」を用いる。なお、これら視野選択ガラス１
１，１２の屈折率は、好適にはハーフミラープリズム２
の屈折率とほぼ等しくする。
である。この実施例は、図１９に示す構成において、液
晶パネル１に表示された映像を観察者の眼球５に導く映
像光路上で、ハーフミラープリズム２の上下の端面にそ
れぞれ視野選択ガラス１１，１２を接着して設けたもの
である。ここで、視野選択ガラスは、図４に示すよう
に、垂直入射光はそのまま透過するが、入射角の大きい
光は散乱させるもので、例えば、日本板硝子製の「アン
グル２１」を用いる。なお、これら視野選択ガラス１
１，１２の屈折率は、好適にはハーフミラープリズム２
の屈折率とほぼ等しくする。
【００１６】上記構成において、液晶シャッタ４を開と
して外界像を観察する場合、液晶シャッタ４を透過した
直線偏光の外界光のうち、ハーフミラープリズム２をそ
のまま透過する光は眼球５に入射する。これに対して、
視野選択ガラス１１，１２に斜入射する外界光は、その
入射角が大きい（約４０°以上）ため、視野選択ガラス
１１，１２においてそれぞれ散乱または透過し、眼球５
にはほとんど入射しない。したがって、外界像のゴース
トの発生を有効に防止することができる。
して外界像を観察する場合、液晶シャッタ４を透過した
直線偏光の外界光のうち、ハーフミラープリズム２をそ
のまま透過する光は眼球５に入射する。これに対して、
視野選択ガラス１１，１２に斜入射する外界光は、その
入射角が大きい（約４０°以上）ため、視野選択ガラス
１１，１２においてそれぞれ散乱または透過し、眼球５
にはほとんど入射しない。したがって、外界像のゴース
トの発生を有効に防止することができる。
【００１７】また、液晶パネル１からの映像の観察にお
いては、映像光は、視野選択ガラス１１，１２に、小さ
い入射角（約１０°以下）で入射するので、そのまま透
過して眼球５に導かれる。したがって、映像の観察に何
らの悪影響を及ぼすことがない。
いては、映像光は、視野選択ガラス１１，１２に、小さ
い入射角（約１０°以下）で入射するので、そのまま透
過して眼球５に導かれる。したがって、映像の観察に何
らの悪影響を及ぼすことがない。
【００１８】図５は、この発明の第４実施例を示すもの
である。この実施例は、図１９に示す構成において、外
界像光路上に、すなわち液晶シャッタ４と対向するハー
フミラープリズム２の端面に視野選択ガラス１３を設け
たものである。この場合、視野選択ガラス１３に斜入射
する不所望な外界光は、該視野選択ガラス１３において
散乱されるので、ハーフミラープリズム２や凹面鏡３で
反射される不所望な外界光を有効に減衰することがで
き、したがって外界像のゴーストの発生を有効に防止す
ることができる。
である。この実施例は、図１９に示す構成において、外
界像光路上に、すなわち液晶シャッタ４と対向するハー
フミラープリズム２の端面に視野選択ガラス１３を設け
たものである。この場合、視野選択ガラス１３に斜入射
する不所望な外界光は、該視野選択ガラス１３において
散乱されるので、ハーフミラープリズム２や凹面鏡３で
反射される不所望な外界光を有効に減衰することがで
き、したがって外界像のゴーストの発生を有効に防止す
ることができる。
【００１９】図６は、この発明の第５実施例を示すもの
である。この実施例は、図３に示した視野選択ガラスに
代えて光吸収フィルタ１４，１５を設けたものである。
この実施例によれば、ゴーストとなる外界光は、光吸収
フィルタ１４，１５に斜入射するので、光吸収フィルタ
１４，１５を透過する光路長が長くなる。したがって、
光吸収フィルタ１４，１５での吸収率が高く、光量が有
効に減衰され、外界像のゴーストが有効に減衰される。
これに対して、液晶パネル１からの映像光は、光吸収フ
ィルタ１４，１５にほぼ垂直に入射し、これらを透過す
る光路長が極めて短いので、その減衰量は極めて少な
く、したがって映像の観察に悪影響を及ぼすことがほと
んどない。
である。この実施例は、図３に示した視野選択ガラスに
代えて光吸収フィルタ１４，１５を設けたものである。
この実施例によれば、ゴーストとなる外界光は、光吸収
フィルタ１４，１５に斜入射するので、光吸収フィルタ
１４，１５を透過する光路長が長くなる。したがって、
光吸収フィルタ１４，１５での吸収率が高く、光量が有
効に減衰され、外界像のゴーストが有効に減衰される。
これに対して、液晶パネル１からの映像光は、光吸収フ
ィルタ１４，１５にほぼ垂直に入射し、これらを透過す
る光路長が極めて短いので、その減衰量は極めて少な
く、したがって映像の観察に悪影響を及ぼすことがほと
んどない。
【００２０】図７は、この発明の第６実施例を示すもの
である。この実施例は、図１９に示す構成において、液
晶シャッタ４と対向する外界像光路上のハーフミラープ
リズム２の端面にλ／２板１６を設けると共に、ハーフ
ミラープリズム２と眼球５との間に、液晶シャッタ４の
透過軸と直交する透過軸を有する偏光板１７を配置した
ものである。ここで、λ／２板１６は、好適には、図８
に示すように、リタデーションがある角度α以上、すな
わちハーフミラープリズム２の上端面に直接入射する外
界光や凹面鏡３に入射する外界光のλ／２板１６への入
射角度で０となるものを用いる。
である。この実施例は、図１９に示す構成において、液
晶シャッタ４と対向する外界像光路上のハーフミラープ
リズム２の端面にλ／２板１６を設けると共に、ハーフ
ミラープリズム２と眼球５との間に、液晶シャッタ４の
透過軸と直交する透過軸を有する偏光板１７を配置した
ものである。ここで、λ／２板１６は、好適には、図８
に示すように、リタデーションがある角度α以上、すな
わちハーフミラープリズム２の上端面に直接入射する外
界光や凹面鏡３に入射する外界光のλ／２板１６への入
射角度で０となるものを用いる。
【００２１】この実施例において、外界像を観察する場
合、液晶シャッタ４を透過した直線偏光（Ｐ偏光）は、
λ／２板１６に入射するが、その光うち垂直入射に近い
光は、λ／２板１６によってＳ偏光に変換され、ハーフ
ミラープリズム２および偏光板１７を透過して眼球５に
入射する。これに対して、ある角度α以上の入射角でλ
／２板１６に入射した外界光は、λ／２板１６でリタデ
ーションを受けないため、Ｐ偏光のままλ／２板１６を
透過し、ハーフミラープリズム２の上端面や凹面鏡３で
反射されて偏光板１７に入射するが、偏光板１７の透過
軸はＳ偏光方向となっているので、これらの外界光は透
過しない。したがって、外界像のゴーストの発生を有効
に防止することができる。なお、この実施例において
は、好適には、液晶パネル１からの映像光をＳ偏光に設
定して、偏光板１７を有効に透過させるようにする。
合、液晶シャッタ４を透過した直線偏光（Ｐ偏光）は、
λ／２板１６に入射するが、その光うち垂直入射に近い
光は、λ／２板１６によってＳ偏光に変換され、ハーフ
ミラープリズム２および偏光板１７を透過して眼球５に
入射する。これに対して、ある角度α以上の入射角でλ
／２板１６に入射した外界光は、λ／２板１６でリタデ
ーションを受けないため、Ｐ偏光のままλ／２板１６を
透過し、ハーフミラープリズム２の上端面や凹面鏡３で
反射されて偏光板１７に入射するが、偏光板１７の透過
軸はＳ偏光方向となっているので、これらの外界光は透
過しない。したがって、外界像のゴーストの発生を有効
に防止することができる。なお、この実施例において
は、好適には、液晶パネル１からの映像光をＳ偏光に設
定して、偏光板１７を有効に透過させるようにする。
【００２２】図９は、この発明の第７実施例を示すもの
である。この実施例は、図１９に示した構成において、
映像表示装置を、液晶パネルに代えて所定の波長λ0 の
映像光を放射するＬＥＤアレイ１８を用いると共に、映
像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に波長フ
ィルタ１９，２０を設け、液晶シャッタ４と対向する外
界像光路上のハーフミラープリズム２の端面に波長フィ
ルタ２１を設けたものである。ここで、波長フィルタ１
９，２０は、図１０（ａ）に示すように、波長λ0 を中
心とする狭帯域で透過率が高く、それ以外の帯域の光は
有効に吸収するフィルタをもって構成する。また、波長
フィルタ２１は、図１０（ｂ）に示すように、波長λ0
を中心とする狭帯域で透過率が低く、すなわち、この帯
域での光を有効に吸収し、それ以外の帯域の光は有効に
透過するフィルタをもって構成する。
である。この実施例は、図１９に示した構成において、
映像表示装置を、液晶パネルに代えて所定の波長λ0 の
映像光を放射するＬＥＤアレイ１８を用いると共に、映
像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に波長フ
ィルタ１９，２０を設け、液晶シャッタ４と対向する外
界像光路上のハーフミラープリズム２の端面に波長フィ
ルタ２１を設けたものである。ここで、波長フィルタ１
９，２０は、図１０（ａ）に示すように、波長λ0 を中
心とする狭帯域で透過率が高く、それ以外の帯域の光は
有効に吸収するフィルタをもって構成する。また、波長
フィルタ２１は、図１０（ｂ）に示すように、波長λ0
を中心とする狭帯域で透過率が低く、すなわち、この帯
域での光を有効に吸収し、それ以外の帯域の光は有効に
透過するフィルタをもって構成する。
【００２３】この実施例において、外界像を観察する場
合、液晶シャッタ４を透過した外界光は、波長フィルタ
２１に入射し、ここで波長λ0 を中心とする狭帯域の光
が吸収され、それ以外の帯域の光が波長フィルタ２１を
透過してハーフミラープリズム２に入射する。ハーフミ
ラープリズム２に入射した外界光のうち、ハーフミラー
プリズム２をそのまま透過する光は眼球５に入射する
が、波長フィルタ１９，２０に入射する外界光は、波長
フィルタ１９，２０が、波長フィルタ２１を透過する光
を吸収する特性を有するので、その全てが吸収され、眼
球５には入射しない。したがって、外界像のゴーストの
発生を有効に防止することができる。また、ＬＥＤアレ
イ１８による映像の観察においては、その映像光の波長
λ0 に対して、波長フィルタ１９，２０は高い透過率を
有するので、映像光は波長フィルタ１９，２０の影響を
受けることなく、眼球５に入射する。
合、液晶シャッタ４を透過した外界光は、波長フィルタ
２１に入射し、ここで波長λ0 を中心とする狭帯域の光
が吸収され、それ以外の帯域の光が波長フィルタ２１を
透過してハーフミラープリズム２に入射する。ハーフミ
ラープリズム２に入射した外界光のうち、ハーフミラー
プリズム２をそのまま透過する光は眼球５に入射する
が、波長フィルタ１９，２０に入射する外界光は、波長
フィルタ１９，２０が、波長フィルタ２１を透過する光
を吸収する特性を有するので、その全てが吸収され、眼
球５には入射しない。したがって、外界像のゴーストの
発生を有効に防止することができる。また、ＬＥＤアレ
イ１８による映像の観察においては、その映像光の波長
λ0 に対して、波長フィルタ１９，２０は高い透過率を
有するので、映像光は波長フィルタ１９，２０の影響を
受けることなく、眼球５に入射する。
【００２４】図１１は、この発明の第８実施例を示すも
のである。この実施例は、図１９に示す構成において、
映像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に、液
晶シャッタ４の透過軸と直交する透過軸を有する偏光板
２２，２３を設けたものである。このように構成すれ
ば、外界像を観察する場合において、液晶シャッタ４を
透過した直線偏光（Ｐ偏光）のうち、ハーフミラープリ
ズム２の上端面および凹面鏡３に向かうＰ偏光は、偏光
板２２および２３でそれぞれ吸収されるので、ゴースト
の発生を有効に防止することができる。なお、この実施
例においては、好適には、液晶パネル１からの映像光を
Ｓ偏光に設定して、偏光板２２，２３を有効に透過させ
るようにする。
のである。この実施例は、図１９に示す構成において、
映像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に、液
晶シャッタ４の透過軸と直交する透過軸を有する偏光板
２２，２３を設けたものである。このように構成すれ
ば、外界像を観察する場合において、液晶シャッタ４を
透過した直線偏光（Ｐ偏光）のうち、ハーフミラープリ
ズム２の上端面および凹面鏡３に向かうＰ偏光は、偏光
板２２および２３でそれぞれ吸収されるので、ゴースト
の発生を有効に防止することができる。なお、この実施
例においては、好適には、液晶パネル１からの映像光を
Ｓ偏光に設定して、偏光板２２，２３を有効に透過させ
るようにする。
【００２５】図１２は、この発明の第９実施例を示すも
のである。この実施例は、図１９に示す構成において、
液晶シャッタ４に代えて、ルーバー光学素子２４を、ハ
ーフミラープリズム２の前面に貼付、または離間して設
けたものである。ルーバー光学素子２４は、入射角０°
の外界光に対して透過率が最も高くなり、不所望な外界
光Ｉ1 およびＩ2 のそれぞれの入射角φ°（φ°＜−α
°）およびθ°（θ°＞＋α°）に対しては、透過率が
０％となるように、図１３に示すような透過率特性を有
するよう構成する。
のである。この実施例は、図１９に示す構成において、
液晶シャッタ４に代えて、ルーバー光学素子２４を、ハ
ーフミラープリズム２の前面に貼付、または離間して設
けたものである。ルーバー光学素子２４は、入射角０°
の外界光に対して透過率が最も高くなり、不所望な外界
光Ｉ1 およびＩ2 のそれぞれの入射角φ°（φ°＜−α
°）およびθ°（θ°＞＋α°）に対しては、透過率が
０％となるように、図１３に示すような透過率特性を有
するよう構成する。
【００２６】このように構成すれば、ハーフミラープリ
ズム２の上面および凹面鏡３の下面で反射されてゴース
トとなる不所望な外界光Ｉ1 ，Ｉ2 は、ルーバー光学素
子２４で有効に除去されるので、ゴーストの発生を有効
に防止することができる。
ズム２の上面および凹面鏡３の下面で反射されてゴース
トとなる不所望な外界光Ｉ1 ，Ｉ2 は、ルーバー光学素
子２４で有効に除去されるので、ゴーストの発生を有効
に防止することができる。
【００２７】図１４は、この発明の第１０実施例を示す
ものである。この実施例は、上記の第９実施例におい
て、ルーバー光学素子２４として、異なる角度の第１の
遮光壁２４ａおよび第２の遮光壁２４ｂを有するものを
用いたものである。ここで、ルーバー光学素子２４がな
い場合に、ハーフミラープリズム２の上面で反射されて
ゴーストとなる不所望な外界光の入射角ξ1 は、α°≦
ξ1 ≦β°の範囲にあり、また凹面鏡３の下面で反射さ
れてゴーストとなる不所望な外界光の入射角ξ2は、φ
°≦ξ2 ≦θ°の範囲にある。そこで、この実施例で
は、ルーバー光学素子２４を、その第１の遮光壁２４ａ
における透過率特性が、図１５（ａ）に示すように、α
°≦ξ1 ≦β°において小さくなるように、また第２の
遮光壁２４ｂにおける透過率特性が、図１５（ｂ）に示
すように、φ°≦ξ2 ≦θ°において小さくなるように
構成する。
ものである。この実施例は、上記の第９実施例におい
て、ルーバー光学素子２４として、異なる角度の第１の
遮光壁２４ａおよび第２の遮光壁２４ｂを有するものを
用いたものである。ここで、ルーバー光学素子２４がな
い場合に、ハーフミラープリズム２の上面で反射されて
ゴーストとなる不所望な外界光の入射角ξ1 は、α°≦
ξ1 ≦β°の範囲にあり、また凹面鏡３の下面で反射さ
れてゴーストとなる不所望な外界光の入射角ξ2は、φ
°≦ξ2 ≦θ°の範囲にある。そこで、この実施例で
は、ルーバー光学素子２４を、その第１の遮光壁２４ａ
における透過率特性が、図１５（ａ）に示すように、α
°≦ξ1 ≦β°において小さくなるように、また第２の
遮光壁２４ｂにおける透過率特性が、図１５（ｂ）に示
すように、φ°≦ξ2 ≦θ°において小さくなるように
構成する。
【００２８】このように、ルーバー光学素子２４とし
て、角度の異なる２種類の遮光壁２４ａ，２４ｂを有す
るものを用れば、不所望な外界光をより効果的に除去す
ることができ、ゴーストの発生をより有効に防止するこ
とができる。
て、角度の異なる２種類の遮光壁２４ａ，２４ｂを有す
るものを用れば、不所望な外界光をより効果的に除去す
ることができ、ゴーストの発生をより有効に防止するこ
とができる。
【００２９】図１６は、この発明にかかる顔面または頭
部装着型ディスプレイの一例の使用態様を示すものであ
る。この例は、ゴーグルタイプの顔面装着型ディスプレ
イを示すもので、ディスプレイ装置本体２５と、これを
観察者２６の顔面に保持するためのヘッドバンド２７と
を有し、ディスプレイ装置本体２５には、観察者２６の
左右の眼球に対応して第１〜第１０実施例に示した光学
系が設けられている。この顔面装着型ディスプレイは、
例えば、図１７に示すように、テレビチューナ２８に接
続したり、あるいは図１８に示すように、映像処理手段
２９を介してビデオデッキ３０に接続して使用する。
部装着型ディスプレイの一例の使用態様を示すものであ
る。この例は、ゴーグルタイプの顔面装着型ディスプレ
イを示すもので、ディスプレイ装置本体２５と、これを
観察者２６の顔面に保持するためのヘッドバンド２７と
を有し、ディスプレイ装置本体２５には、観察者２６の
左右の眼球に対応して第１〜第１０実施例に示した光学
系が設けられている。この顔面装着型ディスプレイは、
例えば、図１７に示すように、テレビチューナ２８に接
続したり、あるいは図１８に示すように、映像処理手段
２９を介してビデオデッキ３０に接続して使用する。
【００３０】なお、図１７においては、テレビチューナ
２８に、例えば、電源のオンオフスイッチ３１、選局つ
まみ３２、受信アンテナ３３、イヤホーン３４およびビ
デオ信号出力端子（図示せず）を設けると共に、必要に
応じてスピーカ（図示せず）を設け、ビデオ信号出力端
子をケーブル３５を介してディスプレイ装置本体２５に
接続して、左右の液晶パネルに映像を表示させると共
に、音声信号をイヤホーン３４を介して、あるいはスピ
ーカから出力させるようにする。また、図１８において
は、例えば、ヘッドバンド２７にヘッドホン３６Ｌ，３
６Ｒを設け、ビデオデッキ３０からの映像信号および音
声信号を映像処理手段２９およびケーブル３７を介して
ディスプレイ装置本体２５に接続して、映像信号を左右
の液晶パネルに映像を表示させると共に、音声信号をヘ
ッドホン３６Ｌ，３６Ｒから出力させるようにする。
２８に、例えば、電源のオンオフスイッチ３１、選局つ
まみ３２、受信アンテナ３３、イヤホーン３４およびビ
デオ信号出力端子（図示せず）を設けると共に、必要に
応じてスピーカ（図示せず）を設け、ビデオ信号出力端
子をケーブル３５を介してディスプレイ装置本体２５に
接続して、左右の液晶パネルに映像を表示させると共
に、音声信号をイヤホーン３４を介して、あるいはスピ
ーカから出力させるようにする。また、図１８において
は、例えば、ヘッドバンド２７にヘッドホン３６Ｌ，３
６Ｒを設け、ビデオデッキ３０からの映像信号および音
声信号を映像処理手段２９およびケーブル３７を介して
ディスプレイ装置本体２５に接続して、映像信号を左右
の液晶パネルに映像を表示させると共に、音声信号をヘ
ッドホン３６Ｌ，３６Ｒから出力させるようにする。
【００３１】この発明は、上述した実施例にのみ限定さ
れるものではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば、図２に示した平凹レンズ１０は、第３〜１
０実施例においても、同様に設けることができる。ま
た、図１，図２，図３，図６，図９および図１１では、
映像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に、不
所望な外界光を減衰する光学部材、すなわちλ／４板
（図１，図２）、視野選択ガラス（図３）、光吸収フィ
ルタ（図６）、波長フィルタ（図９）および偏光板（図
１１）を設けたが、同様の光学部材を各図においてハー
フミラープリズム２の紙面と平行な両端面にも設けるこ
ともできる。このようにすれば、より確実にゴーストを
除去することができる。
れるものではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば、図２に示した平凹レンズ１０は、第３〜１
０実施例においても、同様に設けることができる。ま
た、図１，図２，図３，図６，図９および図１１では、
映像光路上のハーフミラープリズム２の上下端面に、不
所望な外界光を減衰する光学部材、すなわちλ／４板
（図１，図２）、視野選択ガラス（図３）、光吸収フィ
ルタ（図６）、波長フィルタ（図９）および偏光板（図
１１）を設けたが、同様の光学部材を各図においてハー
フミラープリズム２の紙面と平行な両端面にも設けるこ
ともできる。このようにすれば、より確実にゴーストを
除去することができる。
【００３２】また、図３および図５とを組み合わせて、
ハーフミラープリズム２の上下端面および液晶シャッタ
４と対向する端面にそれぞれ視野選択ガラスを設けるこ
ともできるし、さらに眼球５と対向する端面を除くハー
フミラープリズム２の全端面に視野選択ガラスを設ける
こともできる。さらに、図３，図５，図６および図９に
おいては、ハーフミラープリズム２に入射する外界光が
直線偏光である必要はないので、液晶シャッタ４を省略
したり、あるいは液晶シャッタ４に代えて機械的なシャ
ッタを設けることもできる。
ハーフミラープリズム２の上下端面および液晶シャッタ
４と対向する端面にそれぞれ視野選択ガラスを設けるこ
ともできるし、さらに眼球５と対向する端面を除くハー
フミラープリズム２の全端面に視野選択ガラスを設ける
こともできる。さらに、図３，図５，図６および図９に
おいては、ハーフミラープリズム２に入射する外界光が
直線偏光である必要はないので、液晶シャッタ４を省略
したり、あるいは液晶シャッタ４に代えて機械的なシャ
ッタを設けることもできる。
【００３３】また、図９においては、映像表示装置とし
て所定の波長λ0 の映像光を放射するＬＥＤアレイ１８
を用いたが、波長フィルタ１９，２０を透過する波長の
映像光を放射するものであれば、液晶パネル等の任意の
映像表示装置を用いることができる。
て所定の波長λ0 の映像光を放射するＬＥＤアレイ１８
を用いたが、波長フィルタ１９，２０を透過する波長の
映像光を放射するものであれば、液晶パネル等の任意の
映像表示装置を用いることができる。
【００３４】さらにまた、第９実施例あるいは第１０実
施例に示したルーバー光学素子２４は、第１〜第８実施
例および上述した種々の変形例の各々に組み合わせて用
いることもできる。このようにルーバー光学素子２４を
組み合わせれば、さらに確実にゴーストを除去すること
ができる。
施例に示したルーバー光学素子２４は、第１〜第８実施
例および上述した種々の変形例の各々に組み合わせて用
いることもできる。このようにルーバー光学素子２４を
組み合わせれば、さらに確実にゴーストを除去すること
ができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、接眼
光学系に不所望な外界光を減衰する光学手段を設けたの
で、これによりゴーストとなる不所望な外界光を有効に
減衰でき、したがって外界像を明瞭に観察することがで
きる。
光学系に不所望な外界光を減衰する光学手段を設けたの
で、これによりゴーストとなる不所望な外界光を有効に
減衰でき、したがって外界像を明瞭に観察することがで
きる。
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】同じく、第２実施例を示す図である。
【図３】同じく、第３実施例を示す図である。
【図４】図３に示す視野選択ガラスの作用を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】この発明の第４実施例を示す図である。
【図６】同じく、第５実施例を示す図である。
【図７】同じく、第６実施例を示す図である。
【図８】図７に示すλ／２板の光学特性を示す図であ
る。
る。
【図９】この発明の第７実施例を示す図である。
【図１０】図９に示す波長選択フィルタの特性を示す図
である。
である。
【図１１】この発明の第８実施例を示す図である。
【図１２】この発明の第９実施例を示す図である
【図１３】図１２に示すルーバー光学素子の一例の透過
率特性を示す図である。
率特性を示す図である。
【図１４】この発明の第１０実施例を示す図である。
【図１５】図１４に示すルーバー光学素子の一例の透過
率特性を示す図である。
率特性を示す図である。
【図１６】この発明にかかる顔面または頭部装着型ディ
スプレイの一使用態様を示す図である。
スプレイの一使用態様を示す図である。
【図１７】同じく、外部装置との一接続態様を示す図で
ある。
ある。
【図１８】同じく、他の接続態様を示す図である。
【図１９】本願人が先に提案したシースルー機能を具え
る顔面または頭部装着型ディスプレイの構成を示す図で
ある。
る顔面または頭部装着型ディスプレイの構成を示す図で
ある。
１ 液晶パネル ２ ハーフミラープリズム ３ 凹面鏡 ４ 液晶シャッタ ５ 眼球 ６，７ λ／４板 ８ 偏光板 ９ 補正用波長板 １０ 平凹レンズ １１，１２，１３ 視野選択ガラス １４，１５ 光吸収フィルタ １６ λ／２板 １７ 偏光板 １８ ＬＥＤアレイ １９，２０，２１ 波長フィルタ ２２，２３ 偏光板 ２４ ルーバー光学素子
Claims (7)
- 【請求項１】 映像表示装置と、この映像表示装置に表
示された映像を観察者の眼球に導くと共に、外界像を前
記眼球に導く接眼光学系とを有するシースルー機能を具
える顔面または頭部装着型ディスプレイにおいて、 前記接眼光学系に、不所望な外界光を減衰させる光学手
段を設けたことを特徴とする顔面または頭部装着型ディ
スプレイ。 - 【請求項２】 前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、所定の偏光方向の外界光を透過する第１の偏光部材
と、映像光路上または前記外界像光路上に設けられ、前
記第１の偏光部材を経て入射する不所望な外界光の偏光
方向を変化させる偏光状態変化部材と、前記外界像光路
および前記映像光路が重なる光路上に設けられ、前記偏
光状態変化部材を経て入射する外界光を吸収する第２の
偏光部材とを具えることを特徴とする請求項１記載の顔
面または頭部装着型ディスプレイ。 - 【請求項３】 前記光学手段は、外界像光路および／ま
たは映像光路に設けられ、入射角によって光学特性が異
なる光学部材を具えることを特徴とする請求項１記載の
顔面または頭部装着型ディスプレイ。 - 【請求項４】 前記光学手段は、映像光路上に設けら
れ、不所望な外界光をより吸収する光吸収部材を具える
ことを特徴とする請求項１記載の顔面または頭部装着型
ディスプレイ。 - 【請求項５】 前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、前記映像の波長とは異なる波長の光を透過する第１
の波長選択部材と、映像光路上に設けられ、前記映像の
波長を透過すると共に、前記第１の波長選択部材を経て
入射する不所望な外界光を吸収する第２の波長選択部材
とを具えることを特徴とする請求項１記載の顔面または
頭部装着型ディスプレイ。 - 【請求項６】 前記光学手段は、外界像光路上に設けら
れ、所定の偏光方向の外界光を透過する第３の偏光部材
と、映像光路上に設けられ、前記第３の偏光部材を経て
入射する不所望な外界光を吸収する第４の偏光部材とを
具えることを特徴とする請求項１記載の顔面または頭部
装着型ディスプレイ。 - 【請求項７】 前記光学手段は、外界像光路上に設けた
ルーバー光学素子からなることを特徴とする請求項１記
載の顔面または頭部装着型ディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045700A JPH0743634A (ja) | 1993-05-14 | 1994-03-16 | 顔面または頭部装着型ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-113180 | 1993-05-14 | ||
| JP11318093 | 1993-05-14 | ||
| JP6045700A JPH0743634A (ja) | 1993-05-14 | 1994-03-16 | 顔面または頭部装着型ディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743634A true JPH0743634A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=26385753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6045700A Pending JPH0743634A (ja) | 1993-05-14 | 1994-03-16 | 顔面または頭部装着型ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743634A (ja) |
Cited By (13)
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