JPH0965245A - Image display device - Google Patents

Image display device

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Publication number
JPH0965245A
JPH0965245A JP7211907A JP21190795A JPH0965245A JP H0965245 A JPH0965245 A JP H0965245A JP 7211907 A JP7211907 A JP 7211907A JP 21190795 A JP21190795 A JP 21190795A JP H0965245 A JPH0965245 A JP H0965245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image display
display element
observer
light
optical system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7211907A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaya Nakaoka
中岡正哉
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7211907A priority Critical patent/JPH0965245A/en
Priority to US08/697,068 priority patent/US5768025A/en
Publication of JPH0965245A publication Critical patent/JPH0965245A/en
Priority to US09/035,206 priority patent/US6128136A/en
Priority to US09/531,461 priority patent/US6181475B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in a display image due to flair light or ghost light based on light from an image display element and external light in the image display device employing an eyepiece optical system consisting of an eccentric prism or the like. SOLUTION: The display device is provided with an image display element 9, an eyepiece optical system 10 leading an image displayed on the image display element 9 into an eyeball 7 of a viewer without forming an intermediate real image and a support means supporting the image display element 9 and the eyepiece optical system 10 to a head or a face of the viewer. In this case, a light shield plate 21 having an opening 22 is provided between the eyepiece optical system 10 and the eyeball 7 of the viewer to shut a flair light or a ghost light based on a light from the image display element 9 and an external light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
し、特に、観察者の頭部又は顔面に保持することを可能
にする頭部又は顔面装着式画像表示装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image display device, and more particularly to a head or face-mounted image display device capable of being held on the head or face of an observer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バーチャルリアリティー用、ある
いは、個人的に大画面の映像を楽しむことを目的とし
て、ヘルメット型、ゴーグル型の頭部又は顔面装着式画
像表示装置が開発されており、本出願人もすでに多くの
頭部又は顔面装着式画像表示装置用の接眼光学系を提案
している。それらの中で、画像表示素子の表示画像を途
中で中間像を結像することなく観測者の眼球に導くため
のサイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな表
示が可能な接眼光学系を3面以上の光学面からなるプリ
ズム体で構成し、その3面以上の面の少なくとも1面を
パワーを有する面とするものをいくつか提案している。
以下に、これらについて簡単に説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, helmet-type or goggle-type head- or face-mounted image display devices have been developed for virtual reality or for the purpose of personally enjoying large-screen images. People have already proposed many eyepiece optical systems for head- or face-mounted image display devices. Among them, an eyepiece optical system that is compact in size for guiding the display image of the image display element to the observer's eyeball without forming an intermediate image on the way and is capable of clear display on the entire screen with a wide angle of view. There are some proposals in which the above is composed of a prism body having three or more optical surfaces, and at least one of the three or more surfaces is a surface having power.
Hereinafter, these will be briefly described.

【0003】図23に特願平6−256676号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、4つの光学面1〜4からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子9に対向して配置された透過面の第1面1を
経て接眼光学系10に入射した画像表示素子9からの表
示光は、偏心配置の反射面の第4面4に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸8上に観察者の瞳7と対向
して偏心配置された反射面の第2面2に入射して反射さ
れ、その反射光は、第4面4への入射光と交差してか
ら、観察者視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に
配置された透過面の第3面3を経て接眼光学系10から
射出し、観察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中
間像が結像されることなく入射し、観察者の網膜上に結
像する。
FIG. 23 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 6-256676. This eyepiece optical system 10
Consists of four optical surfaces 1-4, with a refractive index of 1 between them.
Display light from the image display element 9 which is an eccentric prism body filled with a larger medium and is incident on the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the transmissive surface arranged facing the image display element 9, The light that is incident on the fourth surface 4 of the decentered reflecting surface and reflected there is incident on the second surface 2 of the reflecting surface that is decentered so as to face the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8. The reflected light crosses the incident light on the fourth surface 4, and then is a transmissive surface disposed between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8. Exits from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 and advances along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms on the observer's retina. Image.

【0004】図24に特願平6−290892号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、3つの光学面1〜3からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子9に対向して配置された透過面の第1面1を
経て接眼光学系10に入射した画像表示素子9からの表
示光は、偏心配置の反射面の第2面2に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸8上に第2面2と観察者の
瞳7との間に配置された透過面の第3面3を経て接眼光
学系10から射出し、観察者視軸8に沿って進み、観察
者の瞳7に中間像が結像されることなく入射し、観察者
の網膜上に結像する。
FIG. 24 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 6-290892. This eyepiece optical system 10
Is composed of three optical surfaces 1 to 3, with a refractive index of 1 between them.
Display light from the image display element 9 which is an eccentric prism body filled with a larger medium and is incident on the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the transmissive surface arranged facing the image display element 9, The light incident on the second surface 2 of the decentered reflecting surface and reflected there is reflected by the third surface of the transmitting surface arranged between the second surface 2 and the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8. The light exits from the eyepiece optical system 10 through the surface 3, travels along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0005】図25に特願平7−127896号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、4つの光学面1〜4からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子9に対向して配置された透過面の第1面1を
経て接眼光学系10に入射した画像表示素子9からの表
示光は、偏心配置の反射面の第4面4に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸8上に観察者の瞳7と対向
して偏心配置された反射面の第2面2に入射して反射さ
れ、その反射光は、観察者視軸8上に第2面2と観察者
の瞳7との間に配置された透過面の第3面3を経て接眼
光学系10から射出し、観察者視軸8に沿って進み、観
察者の瞳7に中間像が結像されることなく入射し、観察
者の網膜上に結像する。
FIG. 25 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-127896. This eyepiece optical system 10
Consists of four optical surfaces 1-4, with a refractive index of 1 between them.
Display light from the image display element 9 which is an eccentric prism body filled with a larger medium and is incident on the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the transmissive surface arranged facing the image display element 9, The light that is incident on the fourth surface 4 of the decentered reflecting surface and reflected there is incident on the second surface 2 of the reflecting surface that is decentered so as to face the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8. The reflected light is emitted from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is a transmission surface disposed between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8. , Advances along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0006】図26に特願平7−120034号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、3つの光学面1〜3からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子9に対向して配置された透過面の第1面1を
経て接眼光学系10に入射した画像表示素子9からの表
示光は、観察者視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との
間に配置された第3面3が兼ねる反射面の第4面4に入
射し、そこで反射された光は、観察者視軸8上に観察者
の瞳7と対向して偏心配置された反射面の第2面2に入
射して反射され、その反射光は、観察者視軸8上に第2
面2と観察者の瞳7との間に配置された透過面の第3面
3を経て接眼光学系10から射出し、観察者視軸8に沿
って進み、観察者の瞳7に中間像が結像されることなく
入射し、観察者の網膜上に結像する。
FIG. 26 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-120034. This eyepiece optical system 10
Is composed of three optical surfaces 1 to 3, with a refractive index of 1 between them.
Display light from the image display element 9 which is an eccentric prism body filled with a larger medium and is incident on the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the transmissive surface arranged facing the image display element 9, The light incident on the fourth surface 4 of the reflecting surface which doubles as the third surface 3 arranged between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8 and is reflected there is observed by the observer. The reflected light is incident on the second surface 2 of the reflecting surface, which is eccentrically arranged so as to face the pupil 7 of the observer on the visual axis 8, and is reflected.
The light is emitted from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is a transmission surface arranged between the surface 2 and the observer's pupil 7, and travels along the observer's visual axis 8 to form an intermediate image on the observer's pupil 7. Incident on the observer's retina without being imaged.

【0007】図27〜図29に特願平7−158897
号による接眼光学系10の断面図を示す。この中、図2
7の接眼光学系10は、4つの光学面1〜3、5からな
り、その間が屈折率が1より大きい媒質で満たされた偏
心プリズム体であり、画像表示素子9に対向して配置さ
れた透過面の第1面1を経て接眼光学系10に入射した
画像表示素子9からの表示光は、反射面の第5面5に入
射して反射され、その反射光は、第1面1が兼ねる反射
面の第4面に入射し、そこで反射された光は、観察者視
軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置された反射面
の第2面2に入射して反射され、その反射光は、観察者
視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置された
透過面の第3面3を経て接眼光学系10から射出し、観
察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。
27 to 29, Japanese Patent Application No. 7-158897.
2 is a cross-sectional view of the eyepiece optical system 10 according to No. Among these, Figure 2
The eyepiece optical system 10 of No. 7 is a decentered prism body which is composed of four optical surfaces 1 to 5 and is filled with a medium having a refractive index larger than 1, and is arranged facing the image display element 9. Display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 via the first surface 1 of the transmission surface is incident on and reflected by the fifth surface 5 of the reflection surface, and the reflected light is The light incident on the fourth surface of the reflecting surface which also serves as the reflecting surface is incident on and reflected by the second surface 2 of the reflecting surface which is eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. The reflected light is emitted from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is the transmission surface arranged between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8 and The light travels along the visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0008】図28の接眼光学系10は、4つの光学面
1〜4からなり、その間が屈折率が1より大きい媒質で
満たされた偏心プリズム体であり、画像表示素子9に対
向して配置された透過面の第1面1を経て接眼光学系1
0に入射した画像表示素子9からの表示光は、観察者視
軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置された反射面
の第2面2が兼ねる反射面の第5面5に入射して反射さ
れ、その反射光は、反射面の第4面に入射し、そこで反
射された光は、観察者視軸8上に観察者の瞳7と対向し
て偏心配置された反射面の第2面2に入射して反射さ
れ、その反射光は、観察者視軸8上に第2面2と観察者
の瞳7との間に配置された透過面の第3面3を経て接眼
光学系10から射出し、観察者視軸8に沿って進み、観
察者の瞳7に中間像が結像されることなく入射し、観察
者の網膜上に結像する。
The eyepiece optical system 10 shown in FIG. 28 is a decentered prism body composed of four optical surfaces 1 to 4, and a space between them is filled with a medium having a refractive index larger than 1, and is arranged facing the image display element 9. Eyepiece optical system 1 through the first surface 1 of the formed transparent surface
The display light from the image display element 9 incident on 0 is the fifth surface 5 of the reflecting surface which is also eccentrically arranged facing the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8 and which also serves as the second surface 2 of the reflecting surface. The reflected light is incident on the fourth surface of the reflecting surface, and the light reflected there is reflected eccentrically on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. The reflected light is incident on the second surface 2 of the surfaces and reflected by the third surface 3 of the transmission surface disposed between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8. After that, the light exits from the eyepiece optical system 10, advances along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0009】図29の接眼光学系10は、4つの光学面
2〜5からなり、その間が屈折率が1より大きい媒質で
満たされた偏心プリズム体であり、観察者視軸8上に観
察者の瞳7と対向して偏心配置された反射面の第2面2
が兼ね、画像表示素子9に対向して配置された透過面の
第1面1を経て接眼光学系10に入射した画像表示素子
9からの表示光は、反射面の第5面5に入射して反射さ
れ、その反射光は、第2面2が兼ねる反射面の第6面6
に入射して反射され、その反射光は、反射面の第4面に
入射し、そこで反射された光は、観察者視軸8上に観察
者の瞳7と対向して偏心配置された反射面の第2面2に
入射して反射され、その反射光は、観察者視軸8上に第
2面2と観察者の瞳7との間に配置された透過面の第3
面3を経て接眼光学系10から射出し、観察者視軸8に
沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結像されることな
く入射し、観察者の網膜上に結像する。
The eyepiece optical system 10 shown in FIG. 29 is a decentered prism body composed of four optical surfaces 2 to 5, and a space between them is filled with a medium having a refractive index larger than 1. Second surface 2 of the reflecting surface eccentrically arranged facing the pupil 7 of
Also, the display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 that is the transmission surface that is arranged so as to face the image display element 9 is incident on the fifth surface 5 that is the reflection surface. And the reflected light is reflected by the sixth surface 6 of the reflecting surface which the second surface 2 also serves.
The reflected light is incident on the fourth surface of the reflecting surface, and the light reflected there is reflected eccentrically on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. The reflected light is incident on the second surface 2 of the surfaces, and the reflected light is reflected by the third surface of the transmission surface disposed between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8.
The light exits from the eyepiece optical system 10 through the surface 3, travels along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0010】図30に特願平7−178657号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、3つの光学面2〜4からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、観
察者視軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置された
反射面の第2面2が兼ね、画像表示素子9に対向して配
置された透過面の第1面1を経て接眼光学系10に入射
した画像表示素子9からの表示光は、観察者視軸8上に
第2面2と観察者の瞳7との間に配置された第3面3が
兼ねる反射面の第5面5に入射し、そこで反射された光
は、反射面の第4面4に入射して反射され、その反射光
は、観察者視軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置
された反射面の第2面2に入射して反射され、その反射
光は、第5面5で反射された光と交差してから、観察者
視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置された
透過面の第3面3を経て接眼光学系10から射出し、観
察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。
FIG. 30 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-178657. This eyepiece optical system 10
Consists of three optical surfaces 2 to 4, with a refractive index of 1 between them.
It is a decentered prism body filled with a larger medium, and also serves as the second surface 2 of the reflecting surface, which is eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer and faces the image display element 9. The display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the transparent surfaces arranged as shown in FIG. 1 is between the second surface 2 and the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8. The light incident on the fifth surface 5 of the reflecting surface which doubles as the third surface 3 arranged in the, the light reflected there enters the fourth surface 4 of the reflecting surface and is reflected, and the reflected light is observed by the observer. The light is incident on the second surface 2 of the reflecting surface, which is eccentrically arranged so as to face the pupil 7 of the observer on the axis 8, and is reflected, and the reflected light intersects with the light reflected by the fifth surface 5. , Exits from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is the transmission surface arranged between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8, and along the observer's visual axis 8. Advances, the intermediate image on the pupil 7 of the observer enters without being imaged, is imaged on the retina of the observer.

【0011】図31に特願平7−211594号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、3つの光学面2〜4からなり、その間が屈折率が1
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、観
察者視軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置された
反射面の第2面2が兼ね、画像表示素子9に対向して配
置された透過面の第1面1を経て接眼光学系10に入射
した画像表示素子9からの表示光は、反射面の第4面4
に入射して反射され、そこで反射された光は、観察者視
軸8上に観察者の瞳7と対向して偏心配置された反射面
の第2面2に入射して反射され、その反射光は、観察者
視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置された
透過面の第3面3を経て接眼光学系10から射出し、観
察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。
FIG. 31 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-212594. This eyepiece optical system 10
Consists of three optical surfaces 2 to 4, with a refractive index of 1 between them.
It is a decentered prism body filled with a larger medium, and also serves as the second surface 2 of the reflecting surface, which is eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer and faces the image display element 9. The display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 via the first surface 1 of the transmission surface arranged as a unit is the fourth surface 4 of the reflection surface.
Is reflected by the second surface 2 of the reflecting surface which is eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. The light exits from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is the transmission surface arranged between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8 and is incident on the observer's visual axis 8. Along with this, an intermediate image is incident on the observer's pupil 7 without being imaged, and is imaged on the observer's retina.

【0012】以上は、3つ又は4つの光学面からなる偏
心プリズム体を接眼光学系10として用いたものであっ
たが、2つの光学面からなる偏心配置の裏面鏡を用いた
頭部又は顔面装着式画像表示装置用の接眼光学系もいく
つか提案している。裏面鏡は、反射面の前の透過面が第
1面1と第3面を兼ねているとも言える。図32に特願
平7−34号による接眼光学系10の断面図を示す。こ
の接眼光学系10は、2つの光学面1〜2からなり、そ
の間が屈折率が1より大きい媒質で満たされた偏心配置
の裏面鏡であり、画像表示素子9に対向して配置された
透過面の第1面1を経て接眼光学系10に入射した画像
表示素子9からの表示光は、観察者視軸8上に観察者の
瞳7と対向して偏心配置された反射面の第2面2に入射
して反射され、その反射光は、第1面1が兼ねていて、
観察者視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置
された透過面の第3面3を経て接眼光学系10から射出
し、観察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像
が結像されることなく入射し、観察者の網膜上に結像す
る。
In the above, the decentered prism body having three or four optical surfaces is used as the eyepiece optical system 10. However, the head or face using the back mirror having the decentering arrangement having two optical surfaces. Several eyepiece optical systems for wearable image display devices have also been proposed. It can be said that the rear surface mirror has a transmission surface in front of the reflection surface that serves as both the first surface 1 and the third surface. FIG. 32 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-34. The eyepiece optical system 10 is a backside mirror having two optical surfaces 1 and 2 and an eccentric arrangement in which a space between them is filled with a medium having a refractive index larger than 1, and the rearview mirror is arranged to face the image display element 9. The display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the two surfaces is the second reflective surface that is eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. The first surface 1 also serves as the reflected light which is incident on the surface 2 and reflected.
The light is emitted from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 which is the transmission surface arranged between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8, and advances along the observer's visual axis 8. , The intermediate image is incident on the pupil 7 of the observer without being imaged, and is formed on the retina of the observer.

【0013】図33に特願平7−43847号による接
眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10は、
図32と同様な偏心配置の裏面鏡11の入射側に別の裏
面鏡あるいは表面鏡12を配置し、画像表示素子9に対
向して配置された裏面鏡あるいは表面鏡12で反射され
て偏心配置の裏面鏡11に入射した画像表示素子9から
の表示光は、透過面の第1面1を経て、観察者視軸8上
に観察者の瞳7と対向して偏心配置された反射面の第2
面2に入射して反射され、その反射光は、第1面1が兼
ねていて、観察者視軸8上に第2面2と観察者の瞳7と
の間に配置された透過面の第3面3を経て接眼光学系1
0から射出し、観察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳
7に中間像が結像されることなく入射し、観察者の網膜
上に結像する。
FIG. 33 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 7-43847. This eyepiece optical system 10
Another rear surface mirror or front surface mirror 12 is arranged on the incident side of the rear surface mirror 11 having the same eccentric arrangement as in FIG. 32, and is eccentrically arranged by being reflected by the rear surface mirror or front surface mirror 12 arranged facing the image display element 9. The display light from the image display element 9 that has entered the rear-view mirror 11 passes through the first surface 1 of the transmission surface and is reflected by the reflection surface eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the observer. Second
The light incident on the surface 2 and reflected by the first surface 1 also serves as a reflected light of the transmission surface disposed between the second surface 2 and the pupil 7 of the observer on the observer's visual axis 8. Eyepiece optical system 1 through the third surface 3
The light exits from 0, travels along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0014】図34に特願平6−308980号による
接眼光学系10の断面図を示す。この接眼光学系10
は、図32と同様な偏心配置の裏面鏡11の入射側に屈
折レンズ系13を配置し、画像表示素子9に対向して配
置された屈折レンズ系13を経て偏心配置の裏面鏡11
に入射した画像表示素子9からの表示光は、透過面の第
1面1を経て、観察者視軸8上に観察者の瞳7と対向し
て偏心配置された反射面の第2面2に入射して反射さ
れ、その反射光は、第1面1が兼ねていて、観察者視軸
8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置された透過
面の第3面3を経て接眼光学系10から射出し、観察者
視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結像され
ることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。
FIG. 34 shows a sectional view of an eyepiece optical system 10 according to Japanese Patent Application No. 6-308980. This eyepiece optical system 10
32, a refracting lens system 13 is arranged on the incident side of a back mirror 11 having a decentering arrangement similar to that shown in FIG. 32, and the back mirror 11 having a decentering arrangement is passed through the refraction lens system 13 arranged so as to face the image display element 9.
The display light from the image display element 9 incident on the second light passes through the first surface 1 of the transmission surface, and the second surface 2 of the reflection surface eccentrically arranged on the observer's visual axis 8 to face the pupil 7 of the observer. Is reflected by the first surface 1, and the reflected light is reflected by the third surface of the transmission surface disposed between the second surface 2 and the observer's pupil 7 on the observer's visual axis 8. The light exits from the eyepiece optical system 10 through the surface 3, travels along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0015】また、偏心配置の複数枚レンズを貼り合わ
せてその中の2面を半透過面とし、各半透過面を1回反
射した光で画像表示素子の表示画像を途中で中間像を結
像することなく観測者の眼球に導く接眼光学系10も特
願平6−127453号で提案しており、これを図35
に示す。この接眼光学系10は、2つの光学面1〜2か
らなり、その間が屈折率が1より大きい媒質で満たされ
た複合偏心レンズ体であり、画像表示素子9に対向して
配置された透過面の第1面1を経て接眼光学系10に入
射した画像表示素子9からの表示光は、半透過面の第2
面2を透過して、半透過面の第4面4に入射して反射さ
れ、そこで反射された光は、観察者視軸8上に観察者の
瞳7と対向して偏心配置された半透過面の第2面2に入
射して反射され、半透過面の第4面4を透過して、観察
者視軸8上に第2面2と観察者の瞳7との間に配置され
た透過面の第3面3を経て接眼光学系10から射出し、
観察者視軸8に沿って進み、観察者の瞳7に中間像が結
像されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。
Further, a plurality of decentered lenses are attached to each other, two surfaces of which are semi-transmissive surfaces, and light which is reflected by each semi-transmissive surface once forms an intermediate image on the display image of the image display device. An eyepiece optical system 10 for guiding an observer's eyeball without an image is also proposed in Japanese Patent Application No. 6-127453, which is shown in FIG.
Shown in The eyepiece optical system 10 is a compound decentered lens body which is composed of two optical surfaces 1 and 2 and a space between them is filled with a medium having a refractive index larger than 1, and a transmissive surface which is arranged facing the image display element 9. The display light from the image display element 9 that has entered the eyepiece optical system 10 through the first surface 1 of the
The light transmitted through the surface 2 and incident on the fourth surface 4 which is a semi-transmissive surface is reflected, and the light reflected there is eccentrically arranged on the viewer's visual axis 8 so as to face the pupil 7 of the viewer. It is incident on the second surface 2 of the transmitting surface, is reflected, is transmitted through the fourth surface 4 of the semi-transmissive surface, and is arranged on the observer's visual axis 8 between the second surface 2 and the pupil 7 of the observer. Is emitted from the eyepiece optical system 10 through the third surface 3 of the transparent surface,
The light travels along the observer's visual axis 8, enters the observer's pupil 7 without forming an intermediate image, and forms an image on the observer's retina.

【0016】なお、以上の第1面〜第6面は、平面、球
面、非球面、アナモフィック面、アナモフィック非球面
で構成され、少なくとも1つの面は正のパワーを有す
る。また、透過面と反射面を兼ねている面、例えば、図
26の第3面と第4面を構成する面での反射は、全反射
によるか、透過領域と反射領域が分離している場合は裏
面鏡による。
The above first to sixth surfaces are planes, spherical surfaces, aspherical surfaces, anamorphic surfaces and anamorphic aspherical surfaces, and at least one surface has a positive power. In addition, the reflection on the surface that also serves as the transmission surface and the reflection surface, for example, the surface that constitutes the third surface and the fourth surface in FIG. 26 is caused by total reflection, or when the transmission area and the reflection area are separated. Is from the back mirror.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】さて、以上のように2
ないし4つの光学面で構成され、その間が屈折率が1よ
り大きい媒質で満たされた偏心プリズム体等からなる接
眼光学系10を用いた画像表示装置においては、画像表
示素子9からの光が表示に関与せずに観察者眼球に直接
あるいは不正規な反射をして入射してフレア光又はゴー
スト光となり、また、外光が接眼光学系10の何れかの
面で反射されて観察者眼球に入射してフレア光又はゴー
スト光となり、表示画像を劣化させる原因になる。以
下、図26の光学系を例にあげてこれを簡単に説明す
る。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, 2
In the image display device using the eyepiece optical system 10 including a decentered prism body or the like which is composed of four optical surfaces and is filled with a medium having a refractive index larger than 1, the light from the image display element 9 is displayed. Directly or irregularly incident on the eyeball of the observer to be flare light or ghost light, and external light is reflected on any surface of the eyepiece optical system 10 to the eyeball of the observer. The incident light becomes flare light or ghost light, which causes deterioration of a display image. This will be briefly described below by taking the optical system of FIG. 26 as an example.

【0018】図22(a)は正規の表示光の光路を示す
図であり、図26の接眼光学系10の場合、LCD(液
晶表示素子)等の画像表示素子9からの表示光は、第1
面1から接眼光学系10内に入射し第3面3が兼ねる第
4面で全反射し、第2面2に入射して反射され、第3面
3を経て接眼光学系10から射出して観察者の瞳7に入
射し、画像表示素子9に表示された画像が拡大表示され
る。これに対し、図22(b)は第1のタイプのゴース
ト光の光路を示す図であり、画像表示素子9から出た光
の一部は、接眼光学系10の第1面1、第4面(第3面
3)を直通して直接瞳7に入射してゴースト光となり、
表示領域外にゴースト像等を形成してしまう。また、図
22(c)は第2のタイプのゴースト光の光路を示す図
であり、画像表示素子9から出た光の一部は、接眼光学
系10の第1面1から第4面(第3面3)に到り、そこ
で反射されてもう一度第1面1へ戻り、そこで裏面反射
されて図示のように、第2面2、第3面3を経て瞳7に
入射して同様にゴースト光となり、表示領域外にゴース
ト像等を形成してしまう。図22(d)は第3のタイプ
のゴースト光の光路を示す図であり、この場合は、外界
の外光が接眼光学系10を構成する何れかの面(図の場
合は、第2面2)で反射されて瞳7に入射して、フレア
光、ゴースト光となり、画像表示を劣化させてしまう。
FIG. 22A is a diagram showing the optical path of regular display light. In the case of the eyepiece optical system 10 of FIG. 26, the display light from the image display element 9 such as an LCD (liquid crystal display element) is 1
The light enters the eyepiece optical system 10 from the surface 1, is totally reflected by the fourth surface which also serves as the third surface 3, is incident on the second surface 2, is reflected, and exits from the eyepiece optical system 10 via the third surface 3. The image entering the observer's pupil 7 and displayed on the image display element 9 is enlarged and displayed. On the other hand, FIG. 22B is a diagram showing the optical path of the first type ghost light, and a part of the light emitted from the image display element 9 is the first surface 1 and the fourth surface of the eyepiece optical system 10. Ghost light enters the pupil 7 directly through the surface (third surface 3),
A ghost image or the like is formed outside the display area. Further, FIG. 22C is a diagram showing the optical path of the second type of ghost light, and a part of the light emitted from the image display element 9 is part of the first surface 1 to the fourth surface ( It reaches the third surface 3), is reflected there and returns to the first surface 1 again, is reflected on the back surface there, and enters the pupil 7 through the second surface 2 and the third surface 3 as shown in FIG. It becomes ghost light and forms a ghost image or the like outside the display area. FIG. 22D is a diagram showing the optical path of the ghost light of the third type. In this case, the outside light of the outside world constitutes any of the surfaces forming the eyepiece optical system 10 (the second surface in the case of the drawing). The light is reflected by 2) and enters the pupil 7, and becomes flare light and ghost light, which deteriorates the image display.

【0019】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、上記のような本出願人の
提案に係るような、2ないし4つの光学面で構成され、
その間が屈折率が1より大きい媒質で満たされた偏心プ
リズム体等からなる接眼光学系を用いた画像表示装置に
おいて、画像表示素子からの光及び外界からの光に基づ
くフレア光、ゴースト光による表示画像の劣化を防止し
て、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな
表示を可能にすることである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to be composed of 2 to 4 optical surfaces as proposed by the applicant of the present invention,
In an image display device using an eyepiece optical system including a decentered prism body or the like filled with a medium having a refractive index larger than 1, a display by flare light or ghost light based on light from the image display element and light from the outside The purpose is to prevent image deterioration and to enable a clear display on the entire screen with a compact size and wide angle of view.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示素子と前
記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像する
ことなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表
示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持す
る保持手段とを有する画像表示装置において、前記接眼
光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設けたことを
特徴とするものである。
An image display device of the present invention that achieves the above object is an image display device for displaying an image and an image displayed on the image display device without forming an intermediate real image. In the image display device having an eyepiece optical system that guides the eyeball to the eyeball, and a holding unit that holds the image display element and the eyepiece optical system on the observer's head or face, between the eyepiece optical system and the observer's eyeball. It is characterized in that a light shielding member is provided on the.

【0021】本発明のもう1つの画像表示装置は、画像
を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に表示され
た画像を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導
く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観
察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像
表示装置において、前記画像表示素子と前記接眼光学系
との間に画像表示素子からの射出する光束の開口数を制
限する開口数制限部材を配置したことを特徴とするもの
である。
Another image display device of the present invention comprises an image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an observer's eye without forming an intermediate real image. In an image display device having a holding means for holding the image display element and the eyepiece optical system on an observer's head or face, the image display element emits light between the image display element and the eyepiece optical system. A numerical aperture limiting member for limiting the numerical aperture of the light flux is arranged.

【0022】本発明のさらにもう1つの画像表示装置
は、画像を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に
表示された画像を中間実像を結像することなく観察者の
眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光
学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有
する画像表示装置において、前記画像表示素子が透過型
の液晶表示素子からなり、前記液晶表示素子の照明とし
て開口数を制限した照明光を用いることを特徴とするも
のである。
Still another image display device of the present invention is an eyepiece optical system for guiding an image display element for displaying an image and an image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image. And an image display device having a holding means for holding the image display element and the eyepiece optical system on an observer's head or face, the image display element is a transmissive liquid crystal display element, and the liquid crystal display element It is characterized by using illumination light with a limited numerical aperture as illumination.

【0023】本発明の別の画像表示装置は、画像を表示
する画像表示素子と前記画像表示素子に表示された画像
を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導く接眼
光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観察者の
頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像表示装
置において、前記画像表示素子が背後に照明手段を有す
る透過型の液晶表示素子からなり、前記照明手段の大き
さをSbとするとき、前記照明手段と前記画像表示素子
の距離dが、 Sb>d>1mm ・・・(3) を満たすことを特徴とするものである。
Another image display device of the present invention comprises an image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image. In an image display device having a holding means for holding the image display element and the eyepiece optical system on an observer's head or face, the image display element is formed of a transmissive liquid crystal display element having an illumination means behind, When the size of the illuminating means is Sb, the distance d between the illuminating means and the image display element satisfies Sb>d> 1 mm (3).

【0024】本発明のさらに別の画像表示装置は、画像
を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に表示され
た画像を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導
く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観
察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像
表示装置において、前記画像表示素子が背後に照明手段
を有する透過型の液晶表示素子からなり、前記照明手段
と前記画像表示素子が観察者眼球側と反対方向が開くよ
うに相対的に傾いて配置されていることを特徴とするも
のである。
Still another image display device of the present invention comprises an image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image. An image display device having a holding means for holding the image display element and the eyepiece optical system on an observer's head or face, wherein the image display element is a transmissive liquid crystal display element having a lighting means at the back, It is characterized in that the illuminating means and the image display element are arranged so as to be relatively inclined so that a direction opposite to a viewer's eyeball side is opened.

【0025】本発明においては、接眼光学系と観察者の
眼球との間に遮光部材を設けるので、画像表示素子から
の光、外界からの光に基づく不要なゴースト光、フレア
光はこの遮光部材で遮光され、表示画像の劣化がなく、
サイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな表示
が可能になる。また、画像表示素子と接眼光学系との間
に画像表示素子からの射出する光束の開口数を制限する
開口数制限部材を配置するか、画像表示素子が透過型の
液晶表示素子で構成し、液晶表示素子の照明として開口
数を制限した照明光を用いるか、あるいは、画像表示素
子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示素子から
なり、照明手段の大きさをSbとするとき、照明手段と
画像表示素子の距離dが、 Sb>d>1mm ・・・(3) を満たすか、又は、照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れているので、画像表示素子からの光に基づく不要なゴ
ースト光、フレア光は発生せず、同様に、表示画像の劣
化がなく、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にク
リアな表示が可能になる。
In the present invention, since the light blocking member is provided between the eyepiece optical system and the eyeball of the observer, the light from the image display element and unnecessary ghost light and flare light based on the light from the outside are the light blocking member. The light is shielded by, and the displayed image does not deteriorate,
The compact size and wide angle of view enable clear display on the entire screen. Further, a numerical aperture limiting member that limits the numerical aperture of the light flux emitted from the image display element is arranged between the image display element and the eyepiece optical system, or the image display element is configured by a transmissive liquid crystal display element, When the illumination light with a limited numerical aperture is used as the illumination of the liquid crystal display element, or when the image display element is formed of a transmissive liquid crystal display element having an illumination means in the back and the size of the illumination means is Sb, The distance d between the means and the image display element satisfies Sb>d> 1 mm (3), or the illumination means and the image display element are relatively inclined so that the direction opposite to the viewer's eyeball side is opened. Since it is arranged so that unnecessary ghost light and flare light based on the light from the image display element are not generated, similarly, there is no deterioration of the displayed image, the size is compact and the wide angle of view makes it possible to clear the entire screen. Can be displayed.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像表示装置のい
くつかの実施例について、図面を参照にして説明する。
図1は、実施例1の画像表示装置の光路を説明するため
の図22に対応する図であり、図1(a)は正規の表示
光の光路を示す図、同(b)、(c)、(d)はそれぞ
れ第1のタイプ、第2のタイプ、第3のタイプのゴース
ト光の光路を示す図であり、この実施例の場合、図26
の接眼光学系10を用いているが、図23〜図25、図
27〜図35の接眼光学系10を用いる場合も同様であ
る。本実施例においては、接眼光学系10と観察者の瞳
7の間に左右に横長の矩形開口22を設けた光吸収性の
遮光板21を配置して、フレア光、ゴースト光が瞳7に
入射するのを防止するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the image display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 22 for explaining the optical path of the image display device of the first embodiment, and FIG. 1A is a diagram showing the optical path of regular display light, FIG. 1B, FIG. ) And (d) are diagrams showing the optical paths of the ghost light of the first type, the second type, and the third type, respectively. In the case of this embodiment, FIG.
The eyepiece optical system 10 is used, but the same applies to the case where the eyepiece optical system 10 of FIGS. 23 to 25 and 27 to 35 is used. In the present embodiment, a light-absorbing light-shielding plate 21 having laterally long rectangular openings 22 is arranged between the eyepiece optical system 10 and the observer's pupil 7 to allow flare light and ghost light to reach the pupil 7. It prevents the light from entering.

【0027】すなわち、図1(a)の正規の表示光の場
合は、LCD等の画像表示素子9からの表示光は、第1
面1から接眼光学系10内に入射し第3面3が兼ねる第
4面で全反射し、第2面2に入射して反射され、第3面
3を経て接眼光学系10から射出し、遮光板21では遮
られずにその開口22を通過して観察者の瞳7に入射
し、画像表示素子9に表示された画像が拡大表示され
る。これに対し、図1(b)の第1のタイプのゴースト
光は、画像表示素子9から出て、接眼光学系10の第1
面1、第4面(第3面3)を直通するが、瞳7に入射す
る画角が表示画面の画角より大きいので、遮光板21で
遮られて瞳7に入射することはないため、ゴースト光に
はならない。また、図1(c)の第2のタイプのゴース
ト光は、画像表示素子9から出て、接眼光学系10の第
1面1から第4面(第3面3)に到り、そこで反射され
てもう一度第1面1へ戻り、そこで裏面反射されて図示
のように、第2面2、第3面3を経て接眼光学系10か
ら射出するが、この場合も、瞳7に入射する画角が表示
画面の画角より大きいので、遮光板21で遮られて瞳7
に入射することはないため、ゴースト光にはならない。
さらに、図1(d)の第3のタイプのゴースト光は外界
からの外光であるが、光吸収性の遮光板21により遮ら
れて接眼光学系10に入射することができないため、接
眼光学系10の何れも面からも反射されることがなく、
フレア光、ゴースト光とならない。
That is, in the case of the regular display light of FIG. 1A, the display light from the image display element 9 such as an LCD is the first display light.
The light enters the eyepiece optical system 10 from the surface 1, is totally reflected by the fourth surface which the third surface 3 also serves, is incident on the second surface 2, is reflected, and exits from the eyepiece optical system 10 via the third surface 3. The light is not blocked by the light blocking plate 21, passes through the opening 22, enters the pupil 7 of the observer, and the image displayed on the image display element 9 is enlarged and displayed. On the other hand, the ghost light of the first type shown in FIG. 1B is emitted from the image display element 9 and the first ghost light of the eyepiece optical system 10 is emitted.
Although it directly passes through the surface 1 and the fourth surface (third surface 3), since the angle of view incident on the pupil 7 is larger than the angle of view of the display screen, it is not blocked by the light shielding plate 21 and enters the pupil 7. , Not a ghost light. In addition, the second type ghost light of FIG. 1C goes out from the image display element 9, reaches the first surface 1 to the fourth surface (third surface 3) of the eyepiece optical system 10, and is reflected there. Then, it returns to the first surface 1 again, is reflected on the back surface thereof, and exits from the eyepiece optical system 10 through the second surface 2 and the third surface 3 as shown in the figure. Since the angle is larger than the angle of view of the display screen, the light is blocked by the light blocking plate 21 and the pupil 7
Since it is not incident on, it does not become a ghost light.
Further, the ghost light of the third type in FIG. 1D is external light from the outside, but it is blocked by the light absorbing light shielding plate 21 and cannot enter the eyepiece optical system 10. None of the system 10 is reflected from the surface,
It does not become flare light or ghost light.

【0028】このように、接眼光学系10と観察者の瞳
7の間に開口22を有する遮光板21を配置することに
より、画像表示素子9からの表示光は何ら遮断せずに、
フレア光、ゴースト光を遮ることができ、画像表示素子
9からの光及び外界からの光に基づくフレア光、ゴース
ト光による表示画像の劣化を効果的に防止することがで
きる。
As described above, by disposing the light shielding plate 21 having the opening 22 between the eyepiece optical system 10 and the observer's pupil 7, the display light from the image display element 9 is not blocked at all,
It is possible to block flare light and ghost light, and it is possible to effectively prevent deterioration of a displayed image due to flare light and ghost light based on light from the image display element 9 and light from the outside.

【0029】ここで、フレア光、ゴースト光を効果的に
遮光できる遮光板21の開口22の大きさについて検討
する。図2に示すように、画像表示素子9の中心と視軸
8を含む断面内での遮光板21の開口22端から視軸8
までの距離をR、接眼光学系10の射出瞳の径をφ、ア
イリリーフをL、画像表示素子9の中心と視軸8を含む
断面での半画角をθとすると、 Ltanθ+φ/2≦R≦2(Ltanθ+φ/2) ・・・(1) を満足することが、正規の表示光をけらずに、図22に
示した3つのタイプのフレア光、ゴースト光を効果的に
遮光するために望ましい。さらに望ましくは、 Ltanθ+φ/2≦R≦1.2(Ltanθ+φ/2) ・・・(1') を満足することが好ましい。
Here, the size of the opening 22 of the light blocking plate 21 capable of effectively blocking flare light and ghost light will be examined. As shown in FIG. 2, in the cross section including the center of the image display element 9 and the visual axis 8, from the end of the opening 22 of the light shielding plate 21 to the visual axis 8.
Is R, the diameter of the exit pupil of the eyepiece optical system 10 is φ, the eye relief is L, and the half angle of view in the cross section including the center of the image display element 9 and the visual axis 8 is θ. Ltan θ + φ / 2 ≦ R ≦ 2 (Ltan θ + φ / 2) (1) is satisfied in order to effectively shield the three types of flare light and ghost light shown in FIG. 22 without blocking the normal display light. Desirable for. More preferably, it is preferable that the following condition is satisfied: Ltan θ + φ / 2 ≦ R ≦ 1.2 (Ltan θ + φ / 2) (1 ′).

【0030】図3〜図14にそれぞれ図23〜図25、
図27〜図35の接眼光学系10と観察者の瞳7の間
に、同様の遮光板21を配置した様子を示す。各図の説
明は省略するが、上記の説明から遮光板21の作用は明
らかであろう。
23 to 25, and FIGS.
27 shows a state in which a similar light shielding plate 21 is arranged between the eyepiece optical system 10 and the observer's pupil 7 in FIGS. Although the description of each drawing is omitted, the operation of the light shielding plate 21 will be apparent from the above description.

【0031】なお、遮光板21は、接眼光学系10の瞳
7側の面上にコーティング等の手段で密着して設けるよ
うにしてもよい。図15に図1に対応する図を示すが、
この図においては、開口22を有する遮光板21を接眼
光学系10の瞳7側の面(図の場合は第3面3)に沿う
形状としてその面に密着してある。図15(a)〜
(d)の作用は図1(a)〜(d)の場合と同様である
ので、説明は省く。図23〜図25、図27〜図35の
接眼光学系10の場合も同様である。ただし、遮光板2
1を接眼光学系10の面に密着する場合、その面での全
反射を用いていると、この密着によりその面の全反射条
件が崩れてしまうので、その面上に反射コートを施して
そのコート上に遮光板21を密着させるようにする必要
がある。
The light shield plate 21 may be provided in close contact with the surface of the eyepiece optical system 10 on the pupil 7 side by means of coating or the like. FIG. 15 shows a diagram corresponding to FIG.
In this figure, a light shield plate 21 having an opening 22 is formed in a shape along the surface of the eyepiece optical system 10 on the pupil 7 side (the third surface 3 in the figure) and is in close contact with the surface. FIG.
Since the operation of (d) is the same as that of the case of FIGS. 1 (a) to 1 (d), description thereof will be omitted. The same applies to the case of the eyepiece optical system 10 of FIGS. 23 to 25 and 27 to 35. However, the light shielding plate 2
When 1 is brought into close contact with the surface of the eyepiece optical system 10, if the total reflection on that surface is used, the condition of total reflection on that surface will be destroyed due to this close contact, so that a reflection coating is applied on that surface. It is necessary to make the light shielding plate 21 closely adhere to the coat.

【0032】ところで、特に図22(b)のようなゴー
スト光が生じるのは、画像表示素子9から出る表示光の
角度の広がり(NA:開口数)が大きすぎることによ
る。ここで、接眼光学系10の焦点距離を例えば30m
mとし、観察者眼球の瞳7の直径、つまり、接眼光学系
10の射出瞳径を4mmと仮定し、接眼光学系10の画
像表示素子9側が略テレセントリックに構成されている
と、観察者瞳7に入射する必要な光線の広がり角は、一
般的なNAの式から3.8°となる。つまり、画像表示
素子9から射出する光線の中、画像表示素子9の法線に
対して、3.8°以上の光線は観察像に何の影響も与え
ることがなく、さらには、不要な光線となり、フレアや
ゴーストの原因となる。したがって、画像表示素子9か
ら出る表示光のNAを制限することによっても、フレア
光、ゴースト光を低減することができる。そのために
は、図16に示すように、画像表示素子9と接眼光学系
10の間にルーバー等のNA制限部材23を配置する。
NA制限部材23としては、まずルーバーがあげられ
る。ルーバー25は、図18に断面を示すように、透光
孔26と吸収遮光壁27が1次元あるいは2次元的に交
互に周期的に配置された構成であり、特定方向の狭い角
度β内の光のみを選択的に通過させるもので、画像表示
素子9と接眼光学系10の間に配置すると、画像表示素
子9から出た広い角度αの表示光は狭い角度β内に制限
され、大きな射出角で出たゴースト光の原因となる光は
遮断される。NA制限部材23のもう1つの例として
は、光ファイバープレートがあげられる。この作用もル
ーバー25と同様である。さらに、NA制限部材23に
は視野選択ガラスがある。その1つは商品名「アングル
21」(日本板硝子(株)製)と呼ばれるもので、入射
角が小さい光はそのまま通過するが、入射角が大きな光
は散乱して透過できなくするものである。
By the way, the reason why the ghost light as shown in FIG. 22B is generated is that the angular spread (NA: numerical aperture) of the display light emitted from the image display element 9 is too large. Here, the focal length of the eyepiece optical system 10 is, for example, 30 m.
Assuming that the diameter of the pupil 7 of the observer's eye, that is, the exit pupil diameter of the eyepiece optical system 10 is 4 mm, and the image display element 9 side of the eyepiece optical system 10 is configured to be substantially telecentric, The divergence angle of the necessary light ray incident on 7 is 3.8 ° from the general NA formula. That is, among the light rays emitted from the image display element 9, a light ray of 3.8 ° or more with respect to the normal line of the image display element 9 has no effect on the observed image, and further, an unnecessary light ray. And cause flare and ghosts. Therefore, flare light and ghost light can also be reduced by limiting the NA of the display light emitted from the image display element 9. For that purpose, as shown in FIG. 16, an NA limiting member 23 such as a louver is arranged between the image display element 9 and the eyepiece optical system 10.
As the NA limiting member 23, a louver can be mentioned first. As shown in the cross section of FIG. 18, the louver 25 has a structure in which the light transmitting holes 26 and the absorption / shielding walls 27 are alternately and periodically arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and within a narrow angle β in a specific direction. Only the light is selectively passed, and when it is arranged between the image display element 9 and the eyepiece optical system 10, the display light of a wide angle α emitted from the image display element 9 is limited to a narrow angle β and a large emission. The light that causes the ghost light coming out of the corner is blocked. Another example of the NA limiting member 23 is an optical fiber plate. This action is similar to that of the louver 25. Further, the NA limiting member 23 has a visual field selection glass. One of them is called “Angle 21” (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.), which allows light with a small incident angle to pass therethrough but scatters light with a large incident angle so that it cannot be transmitted. .

【0033】なお、NA制限部材23は、画像表示素子
9の法線と観察者瞳7側の最大開き角光線との角度θ
が、 θ<45° ・・・(2) の式を満たすように制限することが望ましく、より好ま
しくは、 θ<20° ・・・(2') の式を満たすように制限することが望ましい。
The NA limiting member 23 has an angle θ between the normal line of the image display element 9 and the maximum opening angle ray on the observer's pupil 7 side.
However, it is desirable to limit so as to satisfy the equation of θ <45 ° (2), and more desirably to satisfy the equation of θ <20 ° (2 '). .

【0034】画像表示素子9から出る表示光のNAを制
限する別の手段としては、図17に示すように、画像表
示素子9としてLCD9’を用いる場合に、その照明光
源24とLCD9’の間に上記のようなNA制限部材2
3を配置する。この場合も、画像表示素子9から出る表
示光は狭い角度内に制限され、ゴースト光の原因となる
大きな射出角で出る光はなくなる。
As another means for limiting the NA of the display light emitted from the image display element 9, as shown in FIG. 17, when an LCD 9'is used as the image display element 9, it is between the illumination light source 24 and the LCD 9 '. NA limiting member 2 as described above
Place 3. Also in this case, the display light emitted from the image display element 9 is limited within a narrow angle, and the light emitted at a large emission angle that causes ghost light disappears.

【0035】なお、図16、図17の場合、NA制限部
材23によって制限される透過光束の角度範囲は、画像
表示素子9、9’の法線に対して必ずしも対称である必
要はなく、むしろ観察者と反対側の光束のNAをより制
限した方がよい場合(図20)等がある。その場合は、
透過光束の主光線は画像表示素子9、9’の法線からず
れることになる。
In the case of FIGS. 16 and 17, the angular range of the transmitted light flux limited by the NA limiting member 23 does not necessarily have to be symmetric with respect to the normal line of the image display elements 9 and 9 '. There are cases where it is better to limit the NA of the luminous flux on the side opposite to the observer (FIG. 20). In that case,
The principal ray of the transmitted light flux deviates from the normal line of the image display elements 9 and 9 '.

【0036】次に、図23〜図35の何れかの接眼光学
系10において、画像表示素子9としてLCD9’を用
いる場合に、その照明光源24とLCD9’との相対位
置を選択することによって接眼光学系10に入射する表
示光のNAを制限し、フレア光、ゴースト光を防止する
ことができる。この別の手段について説明する。図19
に示すように、画像表示素子9の表示面と照明光源24
との距離をd、照明光源24の発光面端点から表示面を
見込む角度をθと定義し、d0 <d1 <d2 となるよう
に、照明光源24を画像表示素子9から離して行くと
(図(a)→(b)→(c))、画像表示範囲端におい
ての照明光源24からの光線の入射角θは、θ0 >θ1
>θ2 となる。つまり、画像表示素子9の表示面と照明
光源24との距離をdが大きくなる程(d0 →d1 →d
2 )、画像表示範囲端においての照明光源24からの光
線の入射角θが小さくなる(θ0 →θ1 →θ2 )。
Next, when the LCD 9'is used as the image display element 9 in any of the eyepiece optical systems 10 shown in FIGS. 23 to 35, the eyepiece is selected by selecting the relative position between the illumination light source 24 and the LCD 9 '. It is possible to limit the NA of the display light incident on the optical system 10 and prevent flare light and ghost light. The other means will be described. FIG.
, The display surface of the image display element 9 and the illumination light source 24
Is defined as d, and the angle of viewing the display surface from the light emitting surface end point of the illumination light source 24 is defined as θ, and the illumination light source 24 is separated from the image display element 9 so that d 0 <d 1 <d 2. And (FIGS. (A) → (b) → (c)), the incident angle θ of the light beam from the illumination light source 24 at the edge of the image display range is θ 0 > θ 1
> Θ 2 . That is, the larger the distance d between the display surface of the image display element 9 and the illumination light source 24 is (d 0 → d 1 → d
2 ) The incident angle θ of the light beam from the illumination light source 24 at the edge of the image display range becomes small (θ 0 → θ 1 → θ 2 ).

【0037】したがって、画像表示素子9の表示面と照
明光源24との距離dを、 Sb>d>1mm ・・・(3) とすることが望ましい。画像表示素子9の表示面と照明
光源24との距離を1mm以上あけることより、図19
に示すように、画像表示範囲端においての照明光源24
からの光線の入射角、したがって、接眼光学系10への
入射角が小さくなり、これよりフレア、ゴーストの原因
となる不要光を低減することができる。
Therefore, it is desirable that the distance d between the display surface of the image display element 9 and the illumination light source 24 is Sb>d> 1 mm (3). By setting a distance of 1 mm or more between the display surface of the image display element 9 and the illumination light source 24, as shown in FIG.
As shown in FIG.
The angle of incidence of the light beam from the light source, and hence the angle of incidence on the eyepiece optical system 10, is reduced, and thus unnecessary light that causes flare and ghost can be reduced.

【0038】さらに、以下に示す条件を組み合わせても
上記の目的を達成できることは自明である。すなわち、
照明光源24の大きさをSbとするとき、 Sb>d>2mm ・・・(3') を満たすことが好ましい。画像表示素子9の表示面と照
明光源24との距離dを2mm以上あけると、画像表示
範囲端においての照明光源24からの光線の入射角θは
さらに小さくなり、不要光をさらに低減することができ
る。
Further, it is obvious that the above object can be achieved by combining the following conditions. That is,
When the size of the illumination light source 24 is Sb, it is preferable to satisfy Sb>d> 2 mm (3 '). When the distance d between the display surface of the image display element 9 and the illumination light source 24 is set to 2 mm or more, the incident angle θ of the light ray from the illumination light source 24 at the edge of the image display range becomes smaller, and unnecessary light can be further reduced. it can.

【0039】また、 Sb>d>3mm ・・・(3") を満たすことがさらに好ましい。画像表示範囲端におい
て、式(3”)を満たすと照明光源24からの光線の入
射角θがさら小さくなり、より効果的に不要光の低減が
できる。ただし、照明光源24からの光量が減るため、
最適な値を試行錯誤により定めるとよい。
Further, it is more preferable that Sb>d> 3 mm (3 ″) is satisfied. When the expression (3 ″) is satisfied at the edge of the image display range, the incident angle θ of the light beam from the illumination light source 24 is further increased. It becomes smaller, and unnecessary light can be reduced more effectively. However, since the amount of light from the illumination light source 24 decreases,
The optimum value should be determined by trial and error.

【0040】図22(b)のようなゴースト光は、観察
者瞳7の位置からより離れた画像表示素子9の表示面位
置からのNAの大きな光線が原因となっている。ところ
で、図20に示すように、照明光源24と画像表示素子
9との一端での距離をds とするとき、図(a)→
(b)のようにds1<ds2となるように照明光源24を
傾けたとき、画像表示範囲端においての照明光源24ら
かの光線の入射角はθs1>θs2となる。つまり、照明光
源24と画像表示素子9との距離が大きくなる程(ds1
→ds2)、画像表示範囲端においての照明光源24らか
の光線の入射角θは小さくなる(θs1→θs2)。したが
って、照明光源24と画像表示素子9を観察者瞳7とは
反対方向に開くように相対的に傾け、傾け角が以下の式
を満足するようにすることが望ましい。ここで、ds
開いた端での照明光源24と画像表示素子9の表示面と
の距離である。
The ghost light as shown in FIG. 22B is caused by a light ray having a large NA from the display surface position of the image display element 9 which is further away from the position of the observer's pupil 7. By the way, as shown in FIG. 20, when the distance at one end between the illumination light source 24 and the image display element 9 is d s , FIG.
When the illumination light source 24 is tilted so that d s1 <d s2 as in (b), the incident angle of the light beam from the illumination light source 24 at the edge of the image display range is θ s1 > θ s2 . That is, as the distance between the illumination light source 24 and the image display element 9 increases (d s1
→ d s2 ), the incident angle θ of the light ray from the illumination light source 24 at the edge of the image display range becomes small (θ s1 → θ s2 ). Therefore, it is desirable that the illumination light source 24 and the image display element 9 are relatively tilted so as to open in the direction opposite to the observer's pupil 7 so that the tilt angle satisfies the following formula. Here, d s is the distance between the illumination light source 24 and the display surface of the image display element 9 at the open end.

【0041】 Sb>ds >1mm ・・・(4) 照明光源24と画像表示素子9を観察者眼球側と反対方
向が開くように相対的に傾け角が式(4)を満たすよう
設置することにより、図20(b)に示すように、画像
表示範囲端での射出光線傾角が小さくなる。こうして、
図22(b)に示すような不要光を低減することができ
る。
Sb> d s > 1 mm (4) The illumination light source 24 and the image display element 9 are installed so that the relative tilt angle satisfies the expression (4) so that the direction opposite to the observer's eyeball side is opened. As a result, as shown in FIG. 20B, the exit ray tilt angle at the edge of the image display range becomes small. Thus
It is possible to reduce unnecessary light as shown in FIG.

【0042】また、 Sb>ds >2mm ・・・(4') を満たすことがさらに好ましい。開いた端での照明光源
24と画像表示素子9の表示面との距離2mm以上とな
るように傾けて設置することより、画像表示範囲端での
射出光線傾角θs がより小さくなり、さらなる不要光を
低減することができる。
Further, it is more preferable that Sb> d s > 2 mm (4 ') is satisfied. Since the illumination light source 24 at the open end and the display surface of the image display element 9 are installed so as to be inclined at a distance of 2 mm or more, the exit light ray inclination angle θ s at the end of the image display range is further reduced and further unnecessary. Light can be reduced.

【0043】さらに、 Sb>ds >3mm ・・・(4") を満たすことがさらに好ましい。開いた端での照明光源
24と画像表示素子9の表示面との距離3mm以上とな
るように傾けて設置することより、画像表示範囲端での
射出光線傾角θs がなお小さくなり、非常に効果的に不
要光を低減することができる。
Furthermore, it is more preferable that Sb> d s > 3 mm (4 ") be satisfied. The distance between the illumination light source 24 and the display surface of the image display element 9 at the open end should be 3 mm or more. By arranging the device in a tilted position, the exit light beam inclination angle θ s at the edge of the image display range is further reduced, and unnecessary light can be reduced very effectively.

【0044】さて、本発明の以上のようなフレア光、ゴ
ースト光による表示画像の劣化を防止した2ないし4つ
の光学面で構成され、その間が屈折率が1より大きい媒
質で満たされた偏心プリズム体等からなる接眼光学系を
2組使用することによって、片目を閉じて観察像を観察
する必要がなくなる。両眼で観察できると、観察者にと
って疲れない観察が可能となる。また、両眼に視差のあ
る画像を提示することによって、立体像としての観察も
可能となる。また、本発明の接眼光学系を2組使用し、
観察者頭部に支持する支持機構を付けることによって、
楽な姿勢で観察像を観察することが可能となる。
Now, the decentering prism which is composed of 2 to 4 optical surfaces which prevent the deterioration of the displayed image due to the flare light and the ghost light as described above and which is filled with a medium having a refractive index larger than 1 is provided. By using two sets of eyepiece optical systems including a body and the like, it is not necessary to close one eye and observe an observation image. If it is possible to observe with both eyes, the observer can observe without getting tired. Also, by presenting images with parallax to both eyes, it is possible to observe as a stereoscopic image. Also, using two sets of the eyepiece optical system of the present invention,
By attaching a support mechanism that supports the observer's head,
It is possible to observe the observation image in a comfortable posture.

【0045】上記のように、本発明による接眼光学系を
用い、この光学系と画像表示素子からなる組を左右一対
用意し、それらを眼輻距離だけ離して支持することによ
り、両眼で観察できる据え付け型又は頭部装着式画像表
示装置のようなポータブル型の画像表示装置として構成
することができる。このようなポータブル型の画像表示
装置の1例の全体の構成を図21に示す。表示装置本体
50には、上記のような接眼光学系が左右1対備えら
れ、それらに対応して像面に液晶表示素子からなる画像
表示素子が配置されている。本体50に左右に連続して
図示のような側頭フレーム51が設けられ、両側の側頭
フレーム51は頭頂フレーム52でつながれており、ま
た、両側の側頭フレーム51の中間には板バネ53を介
してリアフレーム54が設けてあり、リアフレーム54
を眼鏡のツルのように観察者の両耳の後部に当て、ま
た、頭頂フレーム52を観察者の頭頂に載せることによ
り、表示装置本体50を観察者の眼前に保持できるよう
になっている。なお、頭頂フレーム52の内側には海綿
体のような弾性体からなる頭頂パッド55が取り付けて
あり、同様にリアフレーム54の内側にも同様なパッド
が取り付けられており、この表示装置を頭部に装着した
ときに違和感を感じないようにしてある。
As described above, the eyepiece optical system according to the present invention is used, and a pair of the optical system and the image display element is prepared on the left and right sides, and they are supported by being separated by the eye radiation distance. It can be configured as a portable image display device such as a stationary or head-mounted image display device. FIG. 21 shows the overall configuration of an example of such a portable image display device. The display device main body 50 is provided with a pair of left and right eyepiece optical systems as described above, and an image display element composed of a liquid crystal display element is arranged on the image plane corresponding to them. A temporal frame 51 as shown in the figure is provided continuously to the left and right of the main body 50, the temporal frames 51 on both sides are connected by a crown frame 52, and a leaf spring 53 is provided between the temporal frames 51 on both sides. The rear frame 54 is provided via
The display device main body 50 can be held in front of the observer's eyes by placing the display device main body on the back of both ears of the observer like a temple of eyeglasses and placing the crown frame 52 on the observer's crown. A top pad 55 made of an elastic body such as a sponge is attached inside the top frame 52, and a similar pad is attached inside the rear frame 54 in the same manner. It does not feel uncomfortable when attached to the camera.

【0046】また、リアフレーム54にはスピーカ56
が付設されており、画像観察と共に立体音響を聞くこと
ができるようになっている。このようにスピーカ56を
有する表示装置本体50には、映像音声伝達コード57
を介してボータブルビデオカセット等の再生装置58が
接続されているので、観察者はこの再生装置58を図示
のようにベルト箇所等の任意の位置に保持して、映像、
音響を楽しむことができるようになっている。図示の5
9は再生装置58のスイッチ、ボリューム等の調節部で
ある。なお、頭頂フレーム52の内部に、映像処理・音
声処理回路等の電子部品を内蔵させてある。
The rear frame 54 has a speaker 56.
Is provided so that stereophonic sound can be heard together with image observation. As described above, the display device main body 50 having the speaker 56 has a video / audio transmission code 57.
The viewer 58 holds the playback device 58 at an arbitrary position such as a belt position as shown in FIG.
You can enjoy the sound. 5 shown
Reference numeral 9 denotes an adjustment unit such as a switch and a volume of the playback device 58. Note that electronic components such as a video processing / audio processing circuit are built in the top frame 52.

【0047】なお、コード57は先端をジャックにし
て、既存のビデオデッキ等に取り付け可能としてもよ
い。さらに、TV電波受信用チューナーに接続してTV
観賞用としてもよいし、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、邪
魔なコードを排斥するために、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。
The cord 57 may be attached to an existing video deck or the like by using the tip as a jack. Furthermore, it is connected to a tuner for TV radio wave reception,
It may be used for viewing, or may be connected to a computer to receive computer graphics images, message images from the computer, and the like. Also, in order to reject an obstructive code, an antenna may be connected to receive an external signal by radio waves.

【0048】以上、本発明の画像表示装置をいくつかの
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。
Although the image display apparatus of the present invention has been described above based on some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made.

【0049】以上の本発明の画像表示装置は、例えば次
のように構成することができる。
The above-described image display device of the present invention can be configured as follows, for example.

【0050】〔1〕 画像を表示する画像表示素子と前
記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像する
ことなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表
示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持す
る保持手段とを有する画像表示装置において、前記接眼
光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設けたことを
特徴とする画像表示装置。
[1] An image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, and the image display element and the eyepiece optics. An image display device having a holding means for holding the system on an observer's head or face, characterized in that a light-shielding member is provided between the eyepiece optical system and the observer's eyeball.

【0051】〔2〕 前記接眼光学系が、2から4つの
光学面で囲まれた領域が屈折率が1を越える透明媒質に
満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第1
面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された第
2面と、観察者視軸上に第2面と観察者瞳との間に配置
された第3面とを有することを特徴とする〔1〕記載の
画像表示装置。
[2] In the eyepiece optical system, a region surrounded by two to four optical surfaces is filled with a transparent medium having a refractive index of more than 1, and the first eyepiece is arranged to face the image display element.
A surface, a second surface disposed on the observer's visual axis to face the observer pupil, and a third surface disposed on the observer's visual axis between the second surface and the observer pupil. The image display device as described in [1].

【0052】〔3〕 前記第2面が反射面であることを
特徴とする〔2〕記載の画像表示装置。
[3] The image display device according to [2], wherein the second surface is a reflecting surface.

【0053】〔4〕 前記画像表示素子から射出した光
線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、前
記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴と
する〔2〕又は〔3〕記載の画像表示装置。
[4] A light beam emitted from the image display element is transmitted through the first surface, is incident on the eyepiece optical system, is transmitted through the third surface, and is guided to an observer's eyeball. The image display device according to [2] or [3].

【0054】〔5〕 前記画像表示素子から射出した光
線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、第
4面、前記第2面の順番でそれぞれ反射し、その後、前
記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴と
する〔2〕又は〔3〕記載の画像表示装置。
[5] A light beam emitted from the image display device passes through the first surface, enters the eyepiece optical system, and is reflected in the order of the fourth surface and the second surface, and then the first surface. The image display device according to [2] or [3], wherein the image display device is transmitted through three surfaces and guided to an observer's eyeball.

【0055】〔6〕 前記第4面が前記第3面と同一の
面であることを特徴とする〔5〕記載の画像表示装置。
[6] The image display device according to [5], wherein the fourth surface is the same surface as the third surface.

【0056】〔7〕 前記第4面での反射が全反射であ
ることを特徴とする〔6〕記載の画像表示装置。
[7] The image display device according to [6], wherein the reflection on the fourth surface is total reflection.

【0057】〔8〕 前記第4面が前記第1面と同一の
面であることを特徴とする〔5〕記載の画像表示装置。
[8] The image display device according to [5], wherein the fourth surface is the same surface as the first surface.

【0058】[0058]

〔9〕 前記第2面が前記第1面と同一の
面であることを特徴とする〔5〕記載の画像表示装置。
[9] The image display device according to [5], wherein the second surface is the same surface as the first surface.

【0059】〔10〕 前記第3面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔4〕記載の画像表示装
置。
[10] The image display device according to [4], wherein the third surface is the same surface as the first surface.

【0060】〔11〕 前記遮光部材に開口が設けられ
ていることを特徴とする〔1〕から〔10〕の何れか1
項記載の画像表示装置。
[11] Any one of [1] to [10], characterized in that the light shielding member is provided with an opening.
An image display device according to the item.

【0061】〔12〕 前記画像表示素子の中心と視軸
を含む断面内での前記遮光部材の開口端から観察者の視
軸までの距離をR、前記接眼光学系の射出瞳の径をφ、
前記接眼光学系のアイリリーフをL、前記画像表示素子
の中心と視軸を含む断面での半画角をθとして、 Ltanθ+φ/2≦R≦2(Ltanθ+φ/2) ・・・(1) を満足することを特徴とする〔11〕記載の画像表示装
置。
[12] The distance from the opening end of the light shielding member to the observer's visual axis in a cross section including the center of the image display element and the visual axis is R, and the diameter of the exit pupil of the eyepiece optical system is φ. ,
Let L be the eye relief of the eyepiece optical system and θ be the half angle of view in the cross section including the center of the image display element and the visual axis, and then Ltan θ + φ / 2 ≦ R ≦ 2 (Ltan θ + φ / 2) (1) The image display device according to [11], which is satisfied.

【0062】〔13〕 前記画像表示素子の中心と視軸
を含む断面内での前記遮光部材の開口端から観察者の視
軸までの距離をR、前記接眼光学系の射出瞳の径をφ、
前記接眼光学系のアイリリーフをL、前記画像表示素子
の中心と視軸を含む断面での半画角をθとして、 Ltanθ+φ/2≦R≦1.2(Ltanθ+φ/2) ・・・(1') を満足することを特徴とする〔11〕記載の画像表示装
置。
[13] R is the distance from the opening end of the light shielding member to the visual axis of the observer in a cross section including the center of the image display element and the visual axis, and the diameter of the exit pupil of the eyepiece optical system is φ. ,
Ltan θ + φ / 2 ≦ R ≦ 1.2 (Ltan θ + φ / 2) (1) where L is the eye relief of the eyepiece optical system and θ is the half angle of view in the cross section including the center of the image display element and the visual axis. The image display device according to [11], characterized in that

【0063】〔14〕 前記遮光部材が前記接眼光学系
に密着していることを特徴とする〔1〕から〔13〕の
何れか1項記載の画像表示装置。
[14] The image display device according to any one of [1] to [13], wherein the light shielding member is in close contact with the eyepiece optical system.

【0064】〔15〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子と前記接眼光学系との間に画像表示素子から
の射出する光束の開口数を制限する開口数制限部材を配
置したことを特徴とする画像表示装置。
[15] An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to the eyeball of an observer without forming an intermediate real image, the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding the system on an observer's head or face, an aperture for limiting the numerical aperture of a light beam emitted from the image display device between the image display device and the eyepiece optical system. An image display device having a number limiting member.

【0065】〔16〕 前記接眼光学系が、2から4つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が1を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
1面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第2面と、観察者視軸上に第2面と観察者瞳との間に配
置された第3面とを有することを特徴とする〔15〕記
載の画像表示装置。
[16] In the eyepiece optical system, a region surrounded by 2 to 4 optical surfaces is filled with a transparent medium having a refractive index of more than 1, and the first surface is arranged to face the image display element. And a second surface arranged on the observer's visual axis so as to face the observer pupil, and a third surface arranged on the observer's visual axis between the second surface and the observer pupil. [15] The image display device according to [15].

【0066】〔17〕 前記第2面が反射面であること
を特徴とする〔16〕記載の画像表示装置。
[17] The image display device according to [16], wherein the second surface is a reflecting surface.

【0067】〔18〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔16〕又は〔17〕記載の画像表示装置。
[18] A light beam emitted from the image display element passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The image display device according to [16] or [17], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0068】〔19〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第4面、前記第2面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔16〕又は〔17〕記載の画像表示装置。
[19] A light beam emitted from the image display element passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The fourth surface and the second surface are reflected in this order, and then,
The image display device according to [16] or [17], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0069】〔20〕 前記第4面が前記第3面と同一
の面であることを特徴とする〔19〕記載の画像表示装
置。
[20] The image display device according to [19], wherein the fourth surface is the same surface as the third surface.

【0070】〔21〕 前記第4面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔20〕記載の画像表示装置。
[21] The image display device according to [20], wherein the reflection on the fourth surface is total reflection.

【0071】〔22〕 前記第4面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔19〕記載の画像表示装
置。
[22] The image display device according to [19], wherein the fourth surface is the same surface as the first surface.

【0072】〔23〕 前記第2面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔19〕記載の画像表示装
置。
[23] The image display device according to [19], wherein the second surface is the same surface as the first surface.

【0073】〔24〕 前記第3面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔18〕記載の画像表示装
置。
[24] The image display device according to [18], wherein the third surface is the same surface as the first surface.

【0074】〔25〕 前記開口数制限部材が前記画像
表示素子の法線と観察者瞳側のマージナル光線との角度
θが45°以下であるように前記画像表示素子からの射
出開口数を制限することを特徴とする〔15〕から〔2
4〕の何れか1項記載の画像表示装置。
[25] The numerical aperture limiting member limits the numerical aperture of the image display element so that the angle θ between the normal line of the image display element and the marginal ray on the observer pupil side is 45 ° or less. [15] to [2]
4] The image display device according to any one of [4].

【0075】〔26〕 前記開口数制限部材が前記画像
表示素子の法線と観察者瞳側のマージナル光線との角度
θが20°以下であるように前記画像表示素子からの射
出開口数を制限することを特徴とする〔15〕から〔2
4〕の何れか1項記載の画像表示装置。
[26] The numerical aperture limiting member limits the numerical aperture of the image display element so that the angle θ between the normal line of the image display element and the marginal ray on the observer pupil side is 20 ° or less. [15] to [2]
4] The image display device according to any one of [4].

【0076】〔27〕 前記開口数制限部材がルーバー
からなることを特徴とする〔15〕から〔26〕の何れ
か1項記載の画像表示装置。
[27] The image display device according to any one of [15] to [26], wherein the numerical aperture limiting member is a louver.

【0077】〔28〕 前記開口数制限部材が光ファイ
バープレートからなることを特徴とする〔15〕から
〔26〕の何れか1項記載の画像表示装置。
[28] The image display device according to any one of [15] to [26], wherein the numerical aperture limiting member is an optical fiber plate.

【0078】〔29〕 前記開口数制限部材が視野選択
ガラスからなることを特徴とする〔15〕から〔26〕
の何れか1項記載の画像表示装置。
[29] [15] to [26], wherein the numerical aperture limiting member is made of a visual field selection glass.
The image display device according to claim 1.

【0079】〔30〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が透過型の液晶表示素子からなり、前記液晶
表示素子の照明として開口数を制限した照明光を用いる
ことを特徴とする画像表示装置。
[30] An image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding the system on an observer's head or face, the image display element is a transmissive liquid crystal display element, and illumination light having a limited numerical aperture as illumination of the liquid crystal display element. An image display device characterized by using.

【0080】〔31〕 前記接眼光学系が、2から4つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が1を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
1面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第2面と、観察者視軸上に第2面と観察者瞳との間に配
置された第3面とを有することを特徴とする〔30〕記
載の画像表示装置。
[31] In the eyepiece optical system, a region surrounded by 2 to 4 optical surfaces is filled with a transparent medium having a refractive index of more than 1, and the first surface is arranged to face the image display element. And a second surface arranged on the observer's visual axis so as to face the observer pupil, and a third surface arranged on the observer's visual axis between the second surface and the observer pupil. [30] The image display device as described in [30].

【0081】〔32〕 前記第2面が反射面であること
を特徴とする〔31〕記載の画像表示装置。
[32] The image display device according to [31], wherein the second surface is a reflecting surface.

【0082】〔33〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔31〕又は〔32〕記載の画像表示装置。
[33] A light beam emitted from the image display element passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The image display device according to [31] or [32], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0083】〔34〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第4面、前記第2面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔31〕又は〔32〕記載の画像表示装置。
[34] A light beam emitted from the image display element passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The fourth surface and the second surface are reflected in this order, and then,
The image display device according to [31] or [32], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0084】〔35〕 前記第4面が前記第3面と同一
の面であることを特徴とする〔34〕記載の画像表示装
置。
[35] The image display device according to [34], wherein the fourth surface is the same surface as the third surface.

【0085】〔36〕 前記第4面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔35〕記載の画像表示装置。
[36] The image display device according to [35], wherein the reflection on the fourth surface is total reflection.

【0086】〔37〕 前記第4面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔34〕記載の画像表示装
置。
[37] The image display device according to [34], wherein the fourth surface is the same surface as the first surface.

【0087】〔38〕 前記第2面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔34〕記載の画像表示装
置。
[38] The image display device according to [34], wherein the second surface is the same surface as the first surface.

【0088】〔39〕 前記第3面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔33〕記載の画像表示装
置。
[39] The image display device according to [33], wherein the third surface is the same surface as the first surface.

【0089】〔40〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示
素子からなり、前記照明手段の大きさをSbとすると
き、前記照明手段と前記画像表示素子の距離dが、 Sb>d>1mm ・・・(3) を満たすことを特徴とする画像表示装置。
[40] An image display element for displaying an image and an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding the system on an observer's head or face, the image display element is formed of a transmissive liquid crystal display element having an illumination means on the back, and the size of the illumination means is Sb. The distance d between the illuminating means and the image display element satisfies Sb>d> 1 mm (3).

【0090】〔41〕 前記照明手段と前記画像表示素
子の距離dが、 Sb>d>2mm ・・・(3') を満たすことを特徴とする〔40〕記載の画像表示装
置。
[41] The image display device according to [40], wherein the distance d between the illumination means and the image display element satisfies Sb>d> 2 mm (3 ').

【0091】〔42〕 前記照明手段と前記画像表示素
子の距離dが、 Sb>d>3mm ・・・(3") を満たすことを特徴とする〔41〕記載の画像表示装
置。
[42] The image display device according to [41], wherein the distance d between the illumination means and the image display element satisfies Sb>d> 3 mm (3 ″).

【0092】〔43〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示
素子からなり、前記照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れていることを特徴とする画像表示装置。
[43] An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to the eyeball of an observer without forming an intermediate real image, the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding the system on an observer's head or face, the image display element comprises a transmissive liquid crystal display element having a lighting means at the back, and the lighting means and the image display element. Is arranged so as to be relatively inclined so that the direction opposite to the eyeball side of the observer is opened.

【0093】〔44〕 前記照明手段の大きさをSbと
するとき、開いた端での前記照明手段と前記画像表示素
子との距離ds が、 Sb>ds >1mm ・・・(4) を満たすことを特徴とする〔43〕記載の画像表示装
置。
[44] When the size of the illuminating means is Sb, the distance d s between the illuminating means and the image display element at the open end is Sb> d s > 1 mm (4) The image display device according to [43], characterized in that

【0094】〔45〕 開いた端での前記照明手段と前
記画像表示素子との距離ds が、 Sb>ds >2mm ・・・(4') を満たすことを特徴とする〔43〕記載の画像表示装
置。
[45] The description [43], wherein the distance d s between the illuminating means and the image display element at the open end satisfies Sb> d s > 2 mm (4 ′). Image display device.

【0095】〔46〕 開いた端での前記照明手段と前
記画像表示素子との距離ds が、 Sb>ds >3mm ・・・(4") を満たすことを特徴とする〔43〕記載の画像表示装
置。
[46] The description [43], wherein the distance d s between the illuminating means and the image display element at the open end satisfies Sb> d s > 3 mm (4 ″). Image display device.

【0096】〔47〕 前記接眼光学系が、2から4つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が1を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
1面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第2面と、観察者視軸上に第2面と観察者瞳との間に配
置された第3面とを有することを特徴とする〔40〕か
ら46〕の何れか1項記載の画像表示装置。
[47] In the eyepiece optical system, a region surrounded by two to four optical surfaces is filled with a transparent medium having a refractive index of more than 1, and the first surface is arranged to face the image display element. And a second surface arranged on the observer's visual axis so as to face the observer pupil, and a third surface arranged on the observer's visual axis between the second surface and the observer pupil. The image display device according to any one of [40] to [46].

【0097】〔48〕 前記第2面が反射面であること
を特徴とする〔47〕記載の画像表示装置。
[48] The image display device according to [47], wherein the second surface is a reflecting surface.

【0098】〔49〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔47〕又は〔48〕記載の画像表示装置。
[49] A light beam emitted from the image display device passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The image display device according to [47] or [48], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0099】〔50〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第1面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第4面、前記第2面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第3面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔47〕又は〔48〕記載の画像表示装置。
[50] A light beam emitted from the image display element passes through the first surface and enters the eyepiece optical system,
The fourth surface and the second surface are reflected in this order, and then,
The image display device according to [47] or [48], wherein the image display device is transmitted through the third surface and guided to an observer's eyeball.

【0100】〔51〕 前記第4面が前記第3面と同一
の面であることを特徴とする〔50〕記載の画像表示装
置。
[51] The image display device according to [50], wherein the fourth surface is the same surface as the third surface.

【0101】〔52〕 前記第4面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔51〕記載の画像表示装置。
[52] The image display device according to [51], wherein the reflection on the fourth surface is total reflection.

【0102】〔53〕 前記第4面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔50〕記載の画像表示装
置。
[53] The image display device according to [50], wherein the fourth surface is the same surface as the first surface.

【0103】〔54〕 前記第2面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔50〕記載の画像表示装
置。
[54] The image display device according to [50], wherein the second surface is the same surface as the first surface.

【0104】〔55〕 前記第3面が前記第1面と同一
の面であることを特徴とする〔49〕記載の画像表示装
置。
[55] The image display device according to [49], wherein the third surface is the same surface as the first surface.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、接眼光学系と観察者の眼球との間に遮光部材
を設けるので、画像表示素子からの光、外界からの光に
基づく不要なゴースト光、フレア光はこの遮光部材で遮
光され、表示画像の劣化がなく、サイズがコンパクトで
広画角で画面全体にクリアな表示が可能になる。また、
画像表示素子と接眼光学系との間に画像表示素子からの
射出する光束の開口数を制限する開口数制限部材を配置
するか、画像表示素子が透過型の液晶表示素子で構成
し、液晶表示素子の照明として開口数を制限した照明光
を用いるか、あるいは、画像表示素子が背後に照明手段
を有する透過型の液晶表示素子からなり、照明手段の大
きさをSbとするとき、照明手段と画像表示素子の距離
dが、 Sb>d>1mm ・・・(3) を満たすか、又は、照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れているので、画像表示素子からの光に基づく不要なゴ
ースト光、フレア光は発生せず、同様に、表示画像の劣
化がなく、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にク
リアな表示が可能になる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the light blocking member is provided between the eyepiece optical system and the eyeball of the observer, the light from the image display element and the light from the external environment are used. Unnecessary ghost light and flare light are blocked by this light blocking member, the display image is not deteriorated, the size is compact, and the wide display angle enables clear display on the entire screen. Also,
Between the image display element and the eyepiece optical system, a numerical aperture limiting member that limits the numerical aperture of the light beam emitted from the image display element is arranged, or the image display element is composed of a transmissive liquid crystal display element. Illumination light with a limited numerical aperture is used as the illumination of the element, or when the image display element is formed of a transmissive liquid crystal display element having an illumination means behind it, and the size of the illumination means is Sb, the illumination means The distance d of the image display element satisfies Sb>d> 1 mm (3), or the illumination means and the image display element are arranged relatively inclined so that the direction opposite to the observer's eyeball side is opened. As a result, unnecessary ghost light and flare light based on the light from the image display element do not occur, and similarly, there is no deterioration of the displayed image, the size is compact, and the wide angle of view provides a clear display on the entire screen. It will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1の画像表示装置の光路を説明
するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】遮光板の開口の大きさを検討するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for examining a size of an opening of a light shielding plate.

【図3】本出願人の提案に係る1つの画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in one image display device proposed by the present applicant.

【図4】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図5】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図6】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図7】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図8】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 8 is a view showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図9】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図10】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図11】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図12】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 12 is a view showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図13】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図14】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which a light shielding plate is arranged in an image display device according to another proposal of the applicant.

【図15】実施例1の変形の画像表示装置の光路を説明
するための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining an optical path of the modified image display device of the first embodiment.

【図16】別の実施例の画像表示装置の光路を説明する
ための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining an optical path of an image display device of another embodiment.

【図17】さらに別の実施例の画像表示装置の光路を説
明するための図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining an optical path of an image display device of still another embodiment.

【図18】ルーバーの構造と作用を説明するための図で
ある。
FIG. 18 is a diagram for explaining the structure and action of the louver.

【図19】もう1つの実施例の画像表示装置の作用を説
明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining the operation of the image display device according to another embodiment.

【図20】さらにもう1つの実施例の画像表示装置の作
用を説明するための図である。
FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the image display device of yet another embodiment.

【図21】本発明による接眼光学系を組み込んだポータ
ブル型の画像表示装置の1例の全体の構成を示す図であ
る。
FIG. 21 is a diagram showing the overall configuration of an example of a portable image display device incorporating the eyepiece optical system according to the present invention.

【図22】1つの画像表示装置の表示光とフレア光の光
路を説明するための図である。
FIG. 22 is a diagram for explaining optical paths of display light and flare light of one image display device.

【図23】本出願人の提案に係る1つの画像表示装置の
光路を説明するための図である。
FIG. 23 is a diagram for explaining an optical path of one image display device proposed by the present applicant.

【図24】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図25】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 25 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図26】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 26 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図27】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 27 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図28】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 28 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図29】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 29 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図30】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 30 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図31】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 31 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図32】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 32 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図33】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 33 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図34】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 34 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【図35】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。
FIG. 35 is a diagram for explaining an optical path of an image display device according to another proposal of the applicant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1面 2…第2面 3…第3面 4…第4面 5…第5面 6…第6面 7…観察者の瞳 8…観察者視軸 9…画像表示素子 9’…LCD 10…接眼光学系 11…裏面鏡 12…裏面鏡又は表面鏡 13…屈折レンズ系 21…遮光板 22…開口 23…NA制限部材 24…照明光源 25…ルーバー 26…透光孔 27…吸収遮光壁 50…表示装置本体 51…側頭フレーム 52…頭頂フレーム 53…板バネ 54…リアフレーム 55…頭頂パッド 56…スピーカ 57…映像音声伝達コード 58…再生装置 59…スイッチ、ボリューム等の調節部 1 ... 1st surface 2 ... 2nd surface 3 ... 3rd surface 4 ... 4th surface 5 ... 5th surface 6 ... 6th surface 7 ... Observer's pupil 8 ... Observer's visual axis 9 ... Image display element 9 '... LCD 10 ... Eyepiece optical system 11 ... Rear surface mirror 12 ... Rear surface mirror or front surface mirror 13 ... Refractive lens system 21 ... Shading plate 22 ... Opening 23 ... NA limiting member 24 ... Illumination light source 25 ... Louver 26 ... Translucent hole 27 ... Absorption light shielding Wall 50 ... Display device main body 51 ... Temporal frame 52 ... Top frame 53 ... Leaf spring 54 ... Rear frame 55 ... Top pad 56 ... Speaker 57 ... Video / audio transmission code 58 ... Playback device 59 ... Control parts for switches, volume, etc.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年12月8日[Submission date] December 8, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【図3】 [Figure 3]

【図2】 [Fig. 2]

【図4】 FIG. 4

【図5】 [Figure 5]

【図6】 FIG. 6

【図7】 FIG. 7

【図8】 [Figure 8]

【図9】 [Figure 9]

【図10】 [Figure 10]

【図11】 FIG. 11

【図12】 FIG.

【図16】 FIG. 16

【図17】 FIG.

【図13】 FIG. 13

【図14】 FIG. 14

【図15】 FIG.

【図18】 FIG.

【図19】 FIG.

【図20】 FIG.

【図23】 FIG. 23

【図24】 FIG. 24

【図21】 FIG. 21

【図22】 FIG.

【図25】 FIG. 25

【図26】 FIG. 26

【図27】 FIG. 27

【図28】 FIG. 28

【図30】 FIG. 30

【図29】 FIG. 29

【図31】 FIG. 31

【図32】 FIG. 32

【図33】 FIG. 33

【図34】 FIG. 34

【図35】 FIG. 35

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
手段とを有する画像表示装置において、 前記接眼光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設け
たことを特徴とする画像表示装置。
1. An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, and the image display element and the eyepiece optical system. An image display device having a holding means for holding the head on the observer's head or face, wherein a light shielding member is provided between the eyepiece optical system and the observer's eyeball.
【請求項2】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子と前記接眼光学系との間に画像表示素
子からの射出する光束の開口数を制限する開口数制限部
材を配置したことを特徴とする画像表示装置。
2. An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, and the image display element and the eyepiece optical system. An image display apparatus having a holding means for holding the head on the face or the face of an observer, the numerical aperture for limiting the numerical aperture of the light flux emitted from the image display element between the image display element and the eyepiece optical system. An image display device having a limiting member.
【請求項3】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が透過型の液晶表示素子からなり、前
記液晶表示素子の照明として開口数を制限した照明光を
用いることを特徴とする画像表示装置。
3. An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, and the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding on the head or face of an observer, the image display element is formed of a transmissive liquid crystal display element, and illumination light with a limited numerical aperture is used as illumination of the liquid crystal display element. An image display device characterized by being used.
【請求項4】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液
晶表示素子からなり、前記照明手段の大きさをSbとす
るとき、前記照明手段と前記画像表示素子の距離dが、 Sb>d>1mm ・・・(3) を満たすことを特徴とする画像表示装置。
4. An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, and the image display element and the eyepiece optical system. An image display device having a holding means for holding on the head or face of an observer, wherein the image display element comprises a transmissive liquid crystal display element having an illumination means behind, and the size of the illumination means is Sb. In this case, the distance d between the illuminating means and the image display element satisfies Sb>d> 1 mm (3).
【請求項5】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液
晶表示素子からなり、前記照明手段と前記画像表示素子
が観察者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて
配置されていることを特徴とする画像表示装置。
5. An image display element for displaying an image, an eyepiece optical system for guiding the image displayed on the image display element to an eyeball of an observer without forming an intermediate real image, the image display element and the eyepiece optical system. In an image display device having a holding means for holding the head or face of an observer, the image display element is a transmissive liquid crystal display element having a lighting means behind, the illumination means and the image display element An image display device, which is arranged so as to be relatively inclined so that a direction opposite to an observer's eyeball side is opened.
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