JPH08320451A - 頭部装着型ディスプレイ装置 - Google Patents
頭部装着型ディスプレイ装置Info
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- JPH08320451A JPH08320451A JP7126425A JP12642595A JPH08320451A JP H08320451 A JPH08320451 A JP H08320451A JP 7126425 A JP7126425 A JP 7126425A JP 12642595 A JP12642595 A JP 12642595A JP H08320451 A JPH08320451 A JP H08320451A
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Abstract
くて良好な反射型LCD利用の頭部装着型ディスプレイ
装置を提供すること。 【構成】 反射光により映像を表示する反射型映像表示
素子(反射型LCDパネル14)と、反射光を形成する
照明手段(蛍光管10)と、映像を観察者の眼に導く接
眼光学系(15,16)を設けるとともに、接眼光学系
(15,16)により形成される光軸に対し表示面が略
直交する位置に反射型映像表示素子(14)を設け、明
るく高コントラストな映像とし、さらに光路を屈曲して
表示系をコンパクトにしたもの。
Description
立体的映像、ステレオ音響を楽しむことができる頭部装
着型ディスプレイ装置に関する。
MDと略称する)は、ゴーグル型、眼鏡型等の装置を頭
部に装着し、ケーブルを介して送られてくる映像、音響
を視聴するものである。立体映像、ステレオ音響を屋
内、屋外を問わず楽しむことができるものとして、若年
層を中心に注目されてきている。一方、医療分野での利
用も注目を浴びてきている。これは、外科手術等の医療
現場で、医師が患者の手術、治療部位に関する映像情報
を見ることによって、肉眼観察できない情報を得ること
を目的としている。同時に、装置の切り換え操作によっ
て肉眼観察いわゆるシースルー観察を行う。
れてきており、例えば特開平4−63078号公報、特
開平4−68777号公報には、図11に示すような装
置が提案されている。この従来例に係る画像表示装置に
は、画像を視覚化して映し出す小画面50と、広い範囲
が映せる凸面鏡の広角反射鏡51と、透明な材質で凹面
形成されている拡大反射鏡52が設けられている。そし
て、小画面50に反射型LCDパネルを使用した場合、
画像を表示する側に照明装置53を配設している。ま
た、小画面50を透過型LCDパネルとして照明装置5
3の代わりに前方より来る外光を利用する構成も提案さ
れている。
来例には多くの不具合点がある。先ず、透明な材質で凹
面形成されている拡大反射鏡を用いることにより、拡大
反射鏡で反射してくる画像と拡大反射鏡を透過してくる
外界像とが観察者の同じ視野内に入ってしまう不具合が
ある。特に観察する画像と視距離が近い外界物とは視認
されやすく、2つの画像が重なって観察されてしまう。
この対応策として遮光板を用いて外界からの光路を遮る
ことが考えられるが、透明な材質からなる拡大反射鏡を
用いているため、正規の反射面以外の面からの反射光が
発生し、正規の反射面以外の面からの反射光はゴースト
像あるいはフレアー光として視認されやすくなる。
鏡を用いることにより、反射した映像は縮小して観察さ
れる。したがって、観察する映像の画角を広くするには
拡大反射鏡の倍率を上げなければならない。しかし、拡
大反射鏡の倍率をいたずらに上げると大きな収差が発生
する恐れがあり、特に周辺部の像がボケたり歪んでしま
い良好な画像が得にくくなるという問題がある。次に、
装置構成部材のレイアウト上の問題がある。つまり、上
記従来例の構成では広角反射鏡が反射型LCDパネルと
拡大反射鏡に対してややずれた位置に向かい合わせに配
設されている。したがって、観察される映像の光軸が偏
心した状態にあり、画像には非軸対称の収差が発生しや
すく、この非軸対称の収差は単純な一定曲率の拡大反射
鏡を使用するだけでは取り除くことができない。このよ
うに観察される映像の光軸が偏心した状態では、画角を
大きくすればするほど観察する画像が歪んだり、ボケた
りして良好な映像を得にくい。
て照明装置の代わりに前方より来る外光を利用する構成
は、外光を直接照明光として入射させることと、透過型
LCDパネルに直接外光を入射させることによる不具合
がある。つまり、透過型LCDパネルに直接外光を入射
させると、照明が不均一になり観察される映像に明るさ
むらが生じる。また、透過型LCDパネルを使用するた
め、透過率を稼ぐことが難しくなる。
れるもので、コンパクトな本体でありながら、映像が明
るくて良好な反射型LCD利用の頭部装着型ディスプレ
イ装置を提供すること、さらに低消費電力、小型、軽量
化を図るとともに、映像が明るくて良好な反射型LCD
利用の頭部装着型ディスプレイ装置を提供すること、さ
らに照明光の一部が直接眼に入射しないように不要光を
低減するとともに、映像が明るくて良好な反射型LCD
利用の頭部装着型ディスプレイ装置を提供することを目
的としたものである
解決すべく提案されるもので、 1.反射光により映像を表示する反射型映像表示素子
と、前記反射光を形成する照明手段と、前記映像を観察
者の眼球に導く接眼光学系を設けるとともに、前記接眼
光学系に凹形状の全反射部材を設け、接眼光学系により
形成される光軸に対し表示面が略直交するように反射型
映像表示素子を設けた。 2.反射光により映像を表示する反射型映像表示素子
と、前記反射光を形成する外界光を導入する位置に配設
した拡散板と、前記映像を観察者の眼球に導く接眼光学
系を設けた。 3.反射光により映像を表示する反射型映像表示素子
と、前記反射光を形成する照明手段と、前記映像を観察
者の眼球に導く接眼光学系を設けるとともに、前記反射
型映像表示素子を液晶表示素子で形成し、前記照明手段
は前記液晶表示素子から観察者の眼球までの光路外に配
設した。
く高コントラストな映像を表示し、凹形状の全反射部材
を設けて光路を屈曲させる。前記第2項では、外界光を
照明光として導き入れ、拡散板で均一化させる。前記第
3項では、反射光を液晶表示素子から眼までの光路外に
配設し、不要光の低減化を図る。
説明していく。図1は、装置を使用している状態を示し
た図である。図中1は、ディスプレイ装置本体を示し、
観察者の顔面に保持されるよう支持部材を介して頭部に
固定する。この支持部材は一端がディスプレイ装置本体
1に接合され、観察者のこめかみから耳上部にかけて延
在する左右の前フレーム2と、この前フレーム2の他端
に接合され観察者の側頭部を渡るように延在する左右の
後フレーム3と、この後フレーム3の他端同士を結合す
るように設けられた頭頂フレーム4を有している。ま
た、前フレーム2における後フレーム3との接合部近傍
には、弾性体例えば金属板バネ等で形成されたリアプレ
ート5が接合されている。このリアプレート5は、観察
者の後頭部から首のつけ根にかかる部分で耳の後方に位
置するリアカバー6に支持されている。7は音響スピー
カーである。
のケーブル8は、一端が図示されていない電装部品に接
続され、頭頂フレーム4、後フレーム3、前フレーム
2、リアプレート5の内部を通りリアカバー6の後端部
から外部に引き出されている。さらに、ケーブル8の他
端はビデオ再生装置9に接続されている。9aはビデオ
再生装置9のスイッチやボリュウム調整部である。な
お、ケーブル8は先端をジャックにして、既存のビデオ
デッキ等に接続可能にしてもよい。また、TV電波受信
用チューナに接続してTV鑑賞用としてもよく、コンピ
ュータに接続してコンピュータグラフィックスの映像
や、コンピュータからのメッセージ映像等を受信するよ
うにしてもよい。また、コードを用いずアンテナを接続
して外部からの信号を電波によって受信するようにして
もよい。
ある。ここで装置とは、照明手段と反射型映像表示素子
と接眼光学系を有するものである。図中、図2Aと図3
では照明手段として蛍光管10と円柱形の集光用凹面鏡
11と拡散板12を設けている。一方、図2Bでは照明
手段として平板型蛍光管13を用いている。なお、蛍光
管10と円柱形の集光用凹面鏡11の代わりに小型のラ
ンプ球と半球形の集光用凹面鏡を用いてもよい。反射型
映像表示素子としては、反射型LCDパネル14を用い
る。この反射型LCDパネル14は、透過型液晶パネル
に比較して電極部を画素として利用できる特徴があるた
め、開口率とコントラストの向上を図れる。接眼光学系
は、図2A、図3の場合はハーフミラー15と全反射の
拡大凹面鏡16を有している。この点、図2Bに示すよ
うに、ハーフミラー面17aを有するビームスプリッタ
17と、凸面を反射面18aにした平凸レンズ18とを
一体にしたプリズム光学系19で構成してもよい。
に示すように、上部に照明手段、下部に表示系を配設し
て向かい合わせ、両者の間に接眼光学系を配設する。こ
の場合、接眼光学系を形成する拡大凹面鏡16あるいは
平凸レンズ18の反射面は、観察者の眼20の前方に位
置するようになっている。また、図3に示すように、上
部に表示系、下部に接眼光学系の一部を形成する拡大凹
面鏡16、観察者の眼20の前方に照明手段を配設し、
それらの間に他の接眼光学系を配設してもよい。なお、
以上のレイアウトは上下を反転させた構成であってもよ
い。
作用を図2Aを参照しながら説明する。先ず図示されて
いない電源をONにして、装置が動作する状態にする。
すると、蛍光管10が発光し光は拡散板10で直接散乱
されるか、一旦集光用凹面鏡11で反射してから拡散板
10で散乱される。このように、拡散板10を配設する
ことにより光が均一に散乱され、むらの少ない照明光を
得ることができる。次に、照明光は、ハーフミラー15
を透過し、反射型LCDパネル14を照射して、反射型
LCDパネル14に表示された映像が照明光によって照
らし出される。反射型LCDパネル14で反射した光
は、映像情報としてハーフミラー15で反射し拡大凹面
鏡16に向かい、ここで反射しハーフミラー15を透過
して眼20に導かれる。このように拡大凹面鏡16を利
用することにより、反射型LCDパネル14に映し出さ
れた映像は拡大された虚像として観察される。
3から出射された光の眼20に至るまでの光路は同様で
あるので、説明を省略する。なお、図2Bの場合は、平
行型蛍光管13からの光であるので、拡散板12は用い
ていない。図3の場合は、図2Aの場合と同様に蛍光管
10からの光は拡散板10で散乱されてハーフミラー1
5に向かい、ここで反射されて反射型LCDパネル14
を照射して、反射型LCDパネル14に表示された映像
が照明光によって照らし出される。反射型LCDパネル
14で反射した光は、映像情報としてハーフミラー15
で反射し拡大凹面鏡16に向かい、ここで反射しハーフ
ミラー15を透過して眼20に導かれる。
むらが少なく、反射型LCDパネルの使用によって明る
くコントラストのよい映像が得られる。さらに、ハーフ
ミラーと拡大凹面鏡を用い光路を屈曲させているので、
表示系がコンパクトになるとともに、非軸対称の収差の
発生がなくなり良好な映像の観察が可能となる。また、
接眼光学系にプリズム光学系を用いた場合は、表示系を
よりコンパクトにできるとともに、アイリリーフを長く
とることができるという効果がある。
示したもので、第1実施例と対応する箇所には同一符号
を付した(以下の実施例についても同様)。第2実施例
では、照明手段からの照明光を、ハーフミラーあるいは
ハーフミラー面を透過させずに、液晶表示素子14a
(反射型映像表示素子)の斜め方向あるいは側面方向か
ら反射型LCDパネル14に照射させるようにしてい
る。つまり、図4では、照明手段を形成する蛍光管1
0、集光用凹面鏡11を拡大凹面鏡16の横に配設し液
晶表示素子14aを斜め方向から直接照射するようにし
ている。なお、照明手段に小型化するため小型の蛍光管
10、集光用凹面鏡11を設けているが、拡散板を設け
ていない。小型の拡散板を設けてもよいことはいうまで
もない。
0、集光用凹面鏡11を拡大凹面鏡16とハーフミラー
15との間に配設し、液晶表示素子14aを斜め方向か
ら直接照射するようにしている。また、液晶表示素子1
4aとハーフミラー15を通常の位置より傾けて配設し
ている。図5Bでは、照明手段を形成する蛍光管10、
集光用凹面鏡11をハーフミラー15と液晶表示素子1
4aの間に配設し、液晶表示素子14aを斜め方向から
直接照射するようにしている。また、液晶表示素子14
aとハーフミラー15を通常の位置より傾けて配設して
いる。なお、照明手段の照明光をハーフミラーあるいは
ハーフミラー面を透過させないようにする各部材のレイ
アウトは、以上の実施例に限定されるものでないことは
いうまでもない。
用を説明すると、蛍光管10からのの光は集光用凹面鏡
11で反射された後、液晶表示素子14aを直接照射し
液晶表示素子14aに表示された映像が照明光によって
照らし出される。液晶表示素子14aで反射した光は、
映像情報としてハーフミラー15を透過した後、拡大凹
面鏡16とハーフミラー15で反射し観察者の眼20に
導かれる(図4)。あるいは液晶表示素子14aで反射
した光は、ハーフミラー15と拡大凹面鏡16で反射し
た後、ハーフミラー15を透過して観察者の眼20に導
かれる(図5A,B)。
素子14aの使用によって明るくコントラストのよい映
像が得られる。さらに、ハーフミラーと拡大凹面鏡を用
いているので、表示系がコンパクトになるとともに、非
軸対称の収差の発生がなくなり良好な映像の観察が可能
となる。さらに、第1実施例では照明装置からの照明光
がハーフミラーあるいはハーフミラー面を透過した後、
反射型LCDパネルに入射するようになっていたため、
照明光の一部は反射されて観察者の眼に到達することと
となり、この反射光はフレアー光となって映像を白っぽ
くしていたが、第2実施例では照明光そのものが眼に入
射することが避けられ、不要光の少ないクリアな映像を
観察できるようになった。
である。第3実施例では、照明装置からの照明光を偏光
させ、ハーフミラー、ハーフミラー面、反射型LCDパ
ネルからの不要光を遮断する構成としたものである。つ
まり図6Aに示すように、上部に照明手段、下部に表示
系を配設して向かい合わせ、両者の間に接眼光学系を配
設する。この場合、接眼光学系を形成する平凸レンズ1
8の反射面は、観察者の眼20の前方に位置するように
なっている。
接眼光学系であるプリズム光学系19の間に偏光板
(P)21を設け、プリズム光学系19と観察者の眼2
0の間に偏光板(S)22を設けている。さらに、プリ
ズム光学系19を形成するビームスプリッタ17と平凸
レンズ18との間にλ/4波長板23を設けている。こ
こで、各偏光板についてみると、平板型蛍光管13とプ
リズム光学系19の間の偏光板(P)21は、プリズム
光学系19と観察者の眼20の間の偏光板(S)22と
は直交する方向に位置させてあるとともに、ビームスプ
リッタ17と平凸レンズ18との間のλ/4波長板23
とは平行に位置させてある。また、平板型蛍光管13と
プリズム光学系19の間の偏光板(P)21の向きはP
偏光にし、プリズム光学系19と眼20の間の偏光板
(S)22の向きはS偏光にしている。
うち図6Aの構成の作用を説明する。平板型蛍光管13
からの照明光は、偏光板(P)21、ビームスプリッタ
17を透過し、反射型LCDパネル14を照射して、反
射型LCDパネル14に表示された映像が照明光によっ
て照らし出される。反射型LCDパネル14で反射した
光は、映像情報としてハーフミラー面17aで反射しλ
/4波長板23を透過し平凸レンズ18の反射面18a
に向かい、ここで反射しビームスプリッタ17、偏光板
22(S)を透過して眼20に導かれる。
までの光の偏光の向きは、偏光板(P)21からλ/4
波長板23に至るまではP偏光で、平凸レンズ18反射
面18aで反射してλ/4波長板23を透過するとS偏
光になり、偏光板(S)22を透過して眼20に導かれ
るまではそのままである。一方、平板型蛍光管13から
出射されハーフミラー面17aで反射された照明光の偏
光の向きは、偏光板(P)21からハーフミラー面17
aで反射されるまでP偏光であるため、眼20の前方に
位置する偏光板(S)22で遮断される。また、反射型
LCDパネル14で散乱された光がハーフミラー面17
aを透過して眼20に向かう場合もP偏光のままである
ため、眼20の前方に位置する偏光板(S)22で遮断
される。
0、集光用凹面鏡11からの照明光が異形プリズム光学
系24を介して反射型LCDパネル14を斜め方向から
直接照射するようにしている。また、反射型LCDパネ
ル14と異形プリズム光学系24の偏光ハーフミラー2
5を通常の位置より傾けるように構成している。このよ
うに、接眼光学系は平凸レンズ18、偏光ハーフミラー
25を有する異形プリズム光学系24として一体化して
いる。また、照明装置と異形プリズム光学系24との間
に偏光板26を設け、異形プリズム光学系24を形成す
る偏光ハーフミラー25と平凸レンズ18の反射面18
aとの間にλ/4波長板23を設けている。また、反射
型LCDパネル14の偏光の向きは、照明装置と異形プ
リズム光学系24との間の偏光板26の向きと同じで、
偏光ハーフミラー25で反射する偏光の向きと同じにし
てある。ここではS偏光の向きにしてある。なお、照明
装置の照明光を偏光させるための各部材のレイアウト
は、以上の実施例に限定されるものでないことはいうま
でもない。
6Bの構成の作用を説明する。蛍光管10からのの光は
集光用凹面鏡11で反射された後、異形プリズム光学系
24を透過し反射型LCDパネル14を直接照射し反射
型LCDパネル14に表示された映像が照明光によって
照らし出される。反射型LCDパネル14で反射した光
は、映像情報として偏光ハーフミラー25で反射し、さ
らに平凸レンズ18に向かい反射面18aで反射し、偏
光ハーフミラー25を透過して観察者の眼20に導かれ
る。
までの光の偏光の向きは、偏光板26からλ/4波長板
23に至るまではS偏光で、平凸レンズ18の反射面1
8aで反射してλ/4波長板23を透過するとP偏光に
なり、偏光ハーフミラー25を透過して眼20に導かれ
るまではそのままである。一方、反射型LCDパネル1
4で散乱された光が眼20に向かう場合はS偏光のまま
であるため、偏光ハーフミラー25で遮断される。
CDパネルの使用によって明るくコントラストのよい映
像が得られる。さらに照明装置からの照明光がハーフミ
ラーあるいはハーフミラー面を透過した後、反射型LC
Dパネルに入射するようになっていると、照明光の一部
は反射されて眼に到達することととなり、この反射光は
フレアー光となって映像を白っぽくしていたが、第3実
施例では照明光そのものあるいは散乱光を偏光させるこ
とにより眼に入射することが避けられ、不要光の少ない
クリアな映像を観察できるようになった。
である。この実施例ではハーフミラー面と反射面として
の凹面鏡を有する接眼光学系を、反射面を無くして少な
くとも1枚以上の凸レンズを有する屈折系の接眼光学系
27として構成している。また、接眼光学系27の前方
には反射型LCDパネル14を配設し、この反射型LC
Dパネル14の両側部近傍にそれぞれ蛍光管10、集光
用凹面鏡11を有する照明装置を設けてある。
は、蛍光管10a,10bから出射された照明光は、直
接あるいは集光用凹面鏡11a、11bで反射されて反
射型LCDパネル14に入射する。反射型LCDパネル
14で反射した光は、映像情報として接眼光学系27を
透過し、観察者の眼20に導かれる。以上のごとくこの
第4実施例では、前記実施例と同様に反射型LCDパネ
ル14の使用によって明るくコントラストのよい映像が
得られる。さらに、屈折系の接眼光学系27を使用して
いるので、反射面を利用するものに比較し光学系自体が
簡素化されるとともに、コストの低減化を図れるという
効果がある。
である。この実施例では、反射型LCDパネル14で反
射した光を反射させて観察者の眼20に導く反射面を、
偏心するように配設している。そして、この反射面をア
ナモルフィック反射面29としている。また、照明装置
はランプ球28と集光用凹面鏡11を有し、アナモルフ
ィック反射面29の側部近傍に配設している。なお、必
要に応じて、反射型LCDパネル14とアナモルフィッ
ク反射面29との間にリレー光学系を挿入してもよい。
28から出射された照明光は、直接あるいは集光用凹面
鏡11で反射されて反射型LCDパネル14に入射す
る。反射型LCDパネル14で反射した光は、映像情報
としてアナモルフィック反射面29に向かいここで反射
され、観察者の眼20に導かれる。この場合、反射型L
CDパネル14は反射面に対して偏心しているため、反
射面を一定曲率の凹面に形成すると、観察される映像に
非軸対称の収差が生じてしまう。しかし、第5実施例の
ように反射面にアナモルフィック反射面29を用いるこ
とにより、非軸対称の収差を補正することができる。以
上のごとく構成されている第5実施例では、前記実施例
と同様に反射型LCDパネル14の使用によって明るく
コントラストのよい映像が得られる。さらに、偏心した
アナモルフィック反射面29を用いることにより、簡素
な構成でありながら画角を広げることができ良好な映像
を観察できるようになる。
例を示したものである。この実施例では、前記実施例に
おける照明手段と異なり、蛍光管と集光用凹面鏡、ある
いは平板型蛍光管を用いず、外光を照明光として用いて
いる。図9Aは、上方に照明手段からの外光を取り入れ
る外光採り入れ部、下部に表示系である反射型LCDパ
ネル(反射型映像表示素子)14を配設して向かい合わ
せ、両者の間に接眼光学系を配設する。この場合、接眼
光学系をハーフミラー面17aを有するビームスプリッ
タ17と、凸面を反射面18aにした平凸レンズ18と
を一体にしたプリズム光学系19で構成している。
い、外光採り入れ部には窓31が設けられ、この窓31
には拡散板12が付設されている。なお、窓31、拡散
板12の配設位置は反射型LCDパネル14との対応関
係で最適な位置を選択すればよく、上方に限定されるも
のではない。また、窓31には集光用のレンズを取り付
けておいてもよい。また、拡散板12にはすりガラス、
乳白板、微細なマイクロレンズを集積したプレート、回
折格子板等を適宜選択使用すればよい。
機器30からの外光は拡散板12で散乱された後、プリ
ズム光学系19に導かれる。次に、外光である照明光
は、ハーフミラー面17aを透過し、反射型LCDパネ
ル14を照射して、反射型LCDパネル14に表示され
た映像が照明光によって照らし出される。反射型LCD
パネル14で反射した光は、映像情報としてハーフミラ
ー面17aで反射し平凸レンズ18に向かい、反射面1
8aで反射し再びハーフミラー面17aを透過して眼2
0に導かれる。
面鏡16とハーフミラー15との間に配設し、外部照明
機器30からの外光が反射型LCDパネル14を斜め方
向から直接照射するようにしている。また、反射型LC
Dパネル14とハーフミラー15を通常の位置より傾け
て配設している。このように構成されているので、外部
照明機器30からの外光は拡散板12で散乱された後、
反射型LCDパネル14を直接照射し反射型LCDパネ
ル14に表示された映像が照明光によって照らし出され
る。反射型LCDパネル14で反射した光は、ハーフミ
ラー15と拡大凹面鏡16で反射した後、ハーフミラー
15を透過して観察者の眼20に導かれる。
射した光を反射させて観察者の眼20に導く反射面を、
偏心するように配設している。そして、この反射面をア
ナモルフィック反射面29としている。また、窓31と
拡散板12をアナモルフィック反射面29の側部近傍に
配設している。このように構成されているので、外部照
明機器30から出射された照明光は、拡散板12で拡散
され反射型LCDパネル14に入射する。反射型LCD
パネル14で反射した光は、映像情報としてアナモルフ
ィック反射面29に向かいここで反射され、観察者の眼
20に導かれる。
は、前記実施例と同様に反射型LCDパネル14の使用
によって明るくコントラストのよい映像が得られる。さ
らに、照明光として外光を利用するようになっているの
で、消費電力を少なく押さえることができるという効果
がある。
発明として捉えることもできる。 1.反射光により映像を表示する反射型映像表示素子
と、前記反射光を形成する照明手段と、前記映像を観察
者の眼球に導く接眼光学系を設けるとともに、前記接眼
光学系に凹形状の全反射部材を設け、接眼光学系により
形成される光軸に対し表示面が略直交するように反射型
映像表示素子を設けたことを特徴とする頭部装着型ディ
スプレイ装置。第1項によれば、反射型映像表示素子を
用いているので、得られる映像が明るく高コントラスト
になる。また、全反射部材を用いているので、得られる
映像が明るく、さらに光路が屈曲されることにより表示
系がコンパクトになる。
全反射する凹面形成の反射部材を設けるとともに、前記
反射型映像表示素子からの反射光光軸に対し直交する方
向に前記反射部材の反射面を位置するように構成したこ
とを特徴とする第1項記載の頭部装着型ディスプレイ装
置。第2項によれば、ビームスプリッタと凹面形成の反
射部材を用いているので、表示系がきわめてコンパクト
になる。また、反射型映像表示素子からの反射光光軸に
対し直交する方向に反射部材の反射面を位置するように
しているため、光軸が屈曲していても偏心しないため、
非軸対称の収差の発生を防止できる。
はキューブ状のハーフミラーとしたことを特徴とする第
2項記載の頭部装着型ディスプレイ装置。第3項によれ
ば、ビームスプリッタとキューブ状の反射部材を用いて
いるので、表示系がきわめてコンパクトになる。
と凹面形成の反射部材を一体化したプリズムを設けたこ
とを特徴とする第2項記載の頭部装着型ディスプレイ装
置。第4項によれば、プリズムを用いたので表示系がコ
ンパクトになるとともに、眼と接眼光学系の間のアイリ
リーフを長くとることができる。
交する第1の偏光板と第2の偏光板さらにλ/4波長板
を設けるとともに、前記第1の偏光面は前記ビームスプ
リッタの前記照明手段側に、第2の偏光面は前記ビーム
スプリッタの観察者側に、前記λ/4波長板は前記ビー
ムスプリッタと前記凹面形成の反射部材との間にそれぞ
れ設け、前記第1の偏光面の向きは前記反射型映像表示
素子の偏光面の向きと同じにしたことを特徴とする第2
項記載の頭部装着型ディスプレイ装置。第5項によれ
ば、光学系の光路中に互いに直交する第1の偏光板と第
2の偏光板さらにλ/4波長板を設けたので、照明手段
からの照明光あるいは反射型映像表示素子からの散乱光
が不要光として遮断される。
ィック反射部材で形成するとともに前記アナモルフィッ
ク反射部材に対して偏心した位置に前記反射型映像表示
素子を配設したことを特徴とする第1項記載の頭部装着
型ディスプレイ装置。第6項によれば、アナモルフィッ
ク反射部材に対して偏心した位置に反射型映像表示素子
を設けているので、発生する非軸対称の収差を補正しな
がら、画角を広くすることができる。
像表示素子と、前記反射光を形成する照明手段と、前記
映像を観察者の眼球に導く接眼光学系を設けるととも
に、前記接眼光学系に1枚以上の凸レンズを含む屈折系
のレンズを設けたことを特徴とする頭部装着型ディスプ
レイ装置。第7項によれば、反射型映像表示素子を用い
ているので、得られる映像が明るく高コントラストにな
る。また、屈折系の接眼光学系を用いているので、装置
構成の簡素化、組み立て容易性、低コスト化を図れる。
像表示素子と、前記反射光を形成する外界光を導入する
位置に配設した拡散板と、前記映像を観察者の眼球に導
く接眼光学系を設けたことを特徴とする頭部装着型ディ
スプレイ装置。第8項によれば、反射型映像表示素子を
用いているので、得られる映像が明るく高コントラスト
になる。また、照明光として外界光を用いるため、消費
電力を低く押さえることができる。
板、マイクロレンズ板、回折格子のいずれかを選択使用
することを特徴とする第8項記載の頭部装着型ディスプ
レイ装置。第9項によれば、外界光をむらなく均一に導
入することができる。
映像表示素子と、前記反射光を形成する照明手段と、前
記映像を観察者の眼球に導く接眼光学系を設けるととも
に、前記反射型映像表示素子を液晶表示素子で形成し、
前記照明手段は前記液晶表示素子から観察者の眼球まで
の光路外に配設したことを特徴とする頭部装着型ディス
プレイ装置。第10項によれば、液晶表示素子で形成し
た反射型映像表示素子を用いたので観察する映像が明る
く、高コントラストになる。また、照明手段を観察者の
眼球までの光路外に配設したので、照明系が直接眼に入
射することを防止でき、フレアー光を低減することがで
きる。
と全反射する凹面形成の反射部材を設けるとともに、前
記反射型映像表示素子からの反射光光軸に対し直交する
方向に前記反射部材の反射面を位置するように構成した
ことを特徴とする第10項記載の頭部装着型ディスプレ
イ装置。第11項によれば、ビームスプリッタと凹面形
成の反射部材を用いているので、表示系がきわめてコン
パクトになる。また、反射型映像表示素子からの反射光
光軸に対し直交する方向に反射部材の反射面を位置する
ようにしているため、光軸が屈曲していても偏心しない
ため、非軸対称の収差の発生を防止できる。
下の効果を奏する。請求項1によれば、反射型映像表示
素子を用いているので、得られる映像が明るく高コント
ラストになる。また、全反射部材を用いているので、得
られる映像が明るく、さらに光路が屈曲されることによ
り表示系がコンパクトになる。請求項2によれば、反射
型映像表示素子を用いているので、得られる映像が明る
く高コントラストになる。また、照明光として外界光を
用いるため、消費電力を低く押さえることができる。請
求項3によれば、液晶表示素子で形成した反射型映像表
示素子を用いたので観察する映像が明るく、高コントラ
ストになる。また、照明手段を観察者の眼球までの光路
外に配設したので、照明系が直接眼に入射することを防
止でき、フレアー光を低減することができる。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
る。
た斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 反射光により映像を表示する反射型映像
表示素子と、前記反射光を形成する照明手段と、前記映
像を観察者の眼球に導く接眼光学系を設けるとともに、
前記接眼光学系に凹形状の全反射部材を設け、接眼光学
系により形成される光軸に対し表示面が略直交するよう
に反射型映像表示素子を設けたことを特徴とする頭部装
着型ディスプレイ装置。 - 【請求項2】 反射光により映像を表示する反射型映像
表示素子と、前記反射光を形成する外界光を導入する位
置に配設した拡散板と、前記映像を観察者の眼球に導く
接眼光学系を設けたことを特徴とする頭部装着型ディス
プレイ装置。 - 【請求項3】 反射光により映像を表示する反射型映像
表示素子と、前記反射光を形成する照明手段と、前記映
像を観察者の眼球に導く接眼光学系を設けるとともに、
前記反射型映像表示素子を液晶表示素子で形成し、前記
照明手段は前記液晶表示素子から観察者の眼球までの光
路外に配設したことを特徴とする頭部装着型ディスプレ
イ装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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