JPH0990269A

JPH0990269A - 映像表示装置

Info

Publication number: JPH0990269A
Application number: JP24739095A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kenno; 孝吉研野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】シースルー機能を有する映像表示装置におい
て、外界光を遮断する光遮断素子での反射映像が眼球に
入射することによるゴーストの発生を有効に防止し、映
像を明瞭に観察できるようにした映像表示装置を提供す
る。【解決手段】映像を表示する映像表示素子２５と、該
映像表示素子２５に表示される映像および外界光を観察
者の眼球に導く接眼光学系２２と、該接眼光学系２２に
入射する外界光を選択的に遮光する光遮断素子２３とを
有する映像表示装置において、光遮断素子２３を、眼球
の視軸と直交する面に対して傾けて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、観察者
の頭部に装着して映像を観察するのに用いるシースルー
機能を有する映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シースルー機能を有する映像表示装置
は、従来種々のものが提案されており、例えば、特開平
７−４３６３４号公報にも、図１７に示すようなものが
開示されている。この映像表示装置は、液晶パネル１、
ハーフミラープリズム２、凹面鏡３および液晶シャッタ
４を有し、液晶パネル１に表示された映像を、ハーフミ
ラープリズム２を透過させて凹面鏡３で反射させ、さら
にハーフミラープリズム２で反射させて観察者の眼球５
に導くと共に、液晶シャッタ４を選択的に開くことによ
り、外界光をハーフミラープリズム２を透過させて、液
晶パネル１での映像に重畳して眼球５に導くようにして
いる。

【０００３】かかる映像表示装置においては、液晶シャ
ッタ４への印加電圧を制御することにより、外界光を液
晶パネル１での映像に選択的に重畳して観察できると共
に、外界光の入射光量を任意に調整できるという利点が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た映像表示装置にあっては、液晶パネル１に表示されて
いる映像を観察する場合に、ハーフミラープリズム２を
透過して凹面鏡３で反射され、さらにハーフミラープリ
ズム２で反射されて眼球５に入射する正規のルートの映
像の他に、ハーフミラープリズム２で反射され、さらに
液晶シャッタ４で反射された後、ハーフミラープリズム
２を透過して眼球５に入射する映像があるため、それが
ゴーストとなって映像が観察しにくくなるという問題が
ある。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、ゴーストの発生を有効に防止
し、映像を明瞭に観察できるよう適切に構成した映像表
示装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、映像を表示する映像表示素子と、該映
像表示素子に表示される映像および外界光を観察者の眼
球に導く接眼光学系と、該接眼光学系に入射する外界光
を選択的に遮光する光遮断素子とを有する映像表示装置
において、前記光遮断素子を、前記眼球の視軸と直交す
る面に対して傾けて配置したことを特徴とするものであ
る。

【０００７】前記光遮断素子の前記視軸と直交する面に
対する傾き角は、５°〜３０°とするのが、接眼光学系
との干渉を防止し、装置を大形にすることなく、ゴース
トの発生を有効に防止する点で好ましい。

【０００８】前記光遮断素子の前記視軸と直交する面に
対する傾き角は、１０°〜２０°とするのが、より好ま
しい。

【０００９】

【発明の実施の形態】このように、光遮断素子を、眼球
の視軸と直交する面に対して傾けると、映像表示素子か
ら接眼光学系を経て光遮断素子に入射する映像は、ここ
で反射されて視軸方向から外れ、再び接眼光学系を経て
眼球に入射することがない。

【００１０】以下、この発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形
態を示すものである。この実施形態は、頭部装着型映像
表示装置を示すもので、図１は、観察者の頭部に装着し
た状態を斜視図で示してある。映像表示装置本体１０に
は、観察者の耳の上部から頭頂部にかけて延在する左右
の側頭フレーム１１の一端を結合し、これら左右の側頭
フレーム１１の他端は、観察者の頭頂部を渡るように延
在する頭頂フレーム１２を介して連結する。また、左右
の側頭フレーム１１には、本体１０との結合部近傍に、
それぞれ例えば金属製の板バネ１３を介してリヤフレー
ム１４を結合する。左右のリヤフレーム１４は、観察者
の耳の後方で、後頭部から首の付け根にかかる部分に位
置するようにし、これら左右のリヤフレーム１４と、左
右の側頭フレーム１１および頭頂フレーム１２により、
本体１０を観察者の顔面に保持されるように固定する。
なお、頭頂フレーム１２の内側には、観察者の頭頂部に
当接する頭頂パッド１５を結合する。

【００１１】本体１０には、観察者の左右の耳の近傍に
位置するように、それぞれヘッドフォン１６を結合す
る。ヘッドフォン１６に音声信号を送信すると共に、本
体１０に映像信号等を送信するためのケーブル１７は、
その一端を左側のリヤフレーム１４、板バネ１３および
側頭フレーム１１の内部を経て頭頂フレーム１２内の図
示しない端子に接続し、この端子とヘッドフォン１６お
よび本体１０との間は、図示しないケーブルによって電
気的に接続する。ケーブル１７の他端は、ビデオ再生装
置１８に接続する。このビデオ再生装置１８には、ボリ
ューム等の音量調整手段１９を設ける。

【００１２】なお、ケーブル１７の他端は、ビデオ再生
装置１８に限らず、所定のコネクタを介して既存のビデ
オデッキ等に接続することもできる。また、テレビジョ
ン放送電波受信用のチューナに接続して、テレビジョン
放送を受信したり、パーソナルコンピュータ等に接続し
て、コンピュータグラフィックス映像やマルチメディア
映像、バーチャルリアリティ映像等を受信するようにす
ることもできる。さらに、ケーブル１７の代わりにアン
テナを接続して、外部からの映像および音声信号を電波
によって受信するようにすることもできる。

【００１３】図２は、第１実施形態の映像表示装置本体
１０の内部の光学系の一例の構成を示すものである。な
お、図２では、観察者の左眼球に対応する光学系を示し
ているが、同様の光学系が右眼球に対応して、左眼球側
と対称に設けられている。この光学系は、映像供給部２
１、接眼光学系２２および光遮断素子としての液晶シャ
ッタ２３を有し、映像供給部２１からの映像を、接眼光
学系２２を経て観察者の対応する眼球に導くと共に、外
界光を液晶シャッタ２３および接眼光学系２２を経て選
択的に眼球に導くようにする。

【００１４】映像供給部２１は、映像表示素子としての
液晶パネル（以下、ＬＣＤという）２５、バックライト
２６および光学フィルタ２７を有し、ＬＣＤ２５に表示
される映像をバックライト２６で照明して、光学フィル
タ２７を経て接眼光学系２２に入射させるようにする。
この例では、図３に示すように、接眼光学系２２に位置
決めして鏡枠２８を設け、この鏡枠２８にバックライト
２６、ＬＣＤ２５および光学フィルタ２７を、例えば、
本体１０の前方側に形成した開口２９からそれぞれ着脱
自在に装着するようにする。このため、鏡枠２８には、
バックライト２６、ＬＣＤ２５および光学フィルタ２７
をそれぞれ着脱自在に装着するための枠溝を形成すると
共に、バックライト２６およびＬＣＤ２５が装着される
枠溝には、装着されるバックライト２６およびＬＣＤ２
５の端子にそれぞれ接続される電気接点３０および３１
を設ける。なお、本体１０に形成した開口部２９は、ス
ライド可能な蓋３２により開閉可能にする。

【００１５】このように構成すれば、バックライト２６
やＬＣＤ２５が故障した場合に、本体１０を分解するこ
となく、容易に交換でき、また、ＬＣＤ２５として、任
意の画素数のものを用いることもできる。さらに、光学
フィルタ２７を着脱自在とすることで、観察する映像に
適した、あるいは好みの光学フィルタ（ローパスフィル
タ）を適宜装着することができるので、映像が見やすく
なる利点がある。

【００１６】なお、光学フィルタ２７は、ＬＣＤ２５と
接眼光学系２２との間に挿入するので、その挿脱を容易
に行うようにするためには、ＬＣＤ２５と接眼光学系２
２との間隔を、光学フィルタ２７の厚さを考慮して、２
ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上とするのが望ましい。
また、バックライト２６の挿脱にあたっては、メーカ等
によって駆動電圧が異なる場合があるので、その枠溝に
装着されるバックライト２６と協働して駆動電圧を識別
する手段を設け、その識別手段による識別情報に基づい
て装着されたバックライト２６を、それに応じた電圧で
駆動するようにすることもできる。

【００１７】同様に、ＬＣＤ２５においても、対応する
枠溝に装着されるＬＣＤ２５と協働して、その画素数や
駆動電圧等を識別する手段を設け、その識別手段による
識別情報に基づいて、装着されたＬＣＤ２５を駆動する
ようにすることもできる。なお、ＬＣＤ２５は、メーカ
によって電気接点の位置や数が異なる場合があるが、こ
の場合には、図４に示すように、アダプタ３３を用い
て、ＬＣＤ２５の電気接点の位置、数を対応する枠溝の
電気接点の位置、数に変換して装着するようにする。

【００１８】以上の説明では、バックライト２６、ＬＣ
Ｄ２５および光学フィルタ２７を、本体１０の前方側に
形成した開口２９からそれぞれ着脱自在に装着するよう
にしたが、図５に示すように、本体１０の側面側に開閉
自在に蓋３２を設けて、側面側から着脱するようにする
こともできる。

【００１９】図２において、接眼光学系２２は、第１プ
リズム４１、第２プリズム４２およびそれらの接合面に
形成したハーフミラー面４３を有する。図３に詳細に示
すように、第１プリズム４１には、映像供給部２１に面
する凹面よりなる第１の透過面４１ａと、液晶シャッタ
２３側に面する第２の透過面４１ｂとを設け、第２プリ
ズム４２には、裏面に反射コートを施した凸面よりなる
反射面４２ａと、観察者眼球側に面する第３の透過面４
２ｂとを設ける。

【００２０】このようにして、映像供給部２１からの映
像を、第１の透過面４１ａおよびハーフミラー面４３を
透過させて反射面４２ａに入射させ、この反射面で反射
される映像を、ハーフミラー面４３で反射させたのち、
第３の透過面４２ｂを経て眼球に導くようにすると共
に、液晶シャッタ２３を経て入射する外界からの光を、
第２の透過面４１ｂ、ハーフミラー面４３および第３の
透過面４２ｂを経て眼球に導くようにする。

【００２１】なお、第１プリズム４１および第２プリズ
ム４２は、それぞれ屈折率が１．３以上の透明媒質、例
えば、ガラスや、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレー
ト）、アクリル、ゼオネックス等のプラスチックをもっ
て構成すると共に、第１プリズム４１および第２プリズ
ム４２の屈折率差は、映像および外界光がハーフミラー
面４３を透過する際の不所望な屈折を防止し、歪みのな
い映像および外界像を観察できるように、０．３よりも
小さくする。

【００２２】液晶シャッタ２３は、眼球の視軸、すなわ
ち映像供給部２１から眼球に至る光軸上で、眼球から前
方に延びる線と直交する面に対して任意の方向に傾けて
配置する。ここで、液晶シャッタ２３の視軸と直交する
面に対する傾き角は、５°〜３０°、好ましくは１０°
〜２０°とするのが、接眼光学系２２との干渉を防止
し、装置を小形にする点で好ましい。

【００２３】このように、液晶シャッタ２３を、視軸と
直交する面に対して傾けて配置すれば、映像供給部２１
から接眼光学系２２の第１の透過面４１ａ、ハーフミラ
ー面４３および第２の透過面４１ｂを経て液晶シャッタ
２３に入射する映像は、ここで反射されて視軸方向から
外れることになる。したがって、ここでの反射光が再び
接眼光学系２２を経て眼球に入射することがないので、
ゴーストの発生を有効に防止することができ、映像を常
に明瞭に観察することができる。

【００２４】なお、液晶シャッタ２３は、それ自体、あ
るいは液晶シャッタ２３の前面または後面にフィルタ等
を配置して、少なくとも可視光を選択的に遮断できるよ
うに構成すると共に、有害な紫外線の透過率が２０％以
下、好ましくは１％以下となるように構成する。

【００２５】図６は、この発明の第２実施形態を示すも
のである。この実施形態は、接眼光学系の構成が第１実
施形態のものと異なるものである。すなわち、図６に示
す接眼光学系４５は、第１プリズム４６と第２プリズム
４７とを接合して構成するが、第１プリズム４６には、
映像供給部２１に面する第１の面４６ａと、観察者眼球
側に面する凹面よりなる第２の面４６ｂとを設け、第２
プリズム４７には、液晶シャッタ２３側に面する凸面よ
りなる第３の面４７ａを設けてある。ここで、第２の面
４６ｂおよび第３の面４７ａは、その曲率半径をほぼ等
しく形成すると共に、第１プリズム４６と第２プリズム
４７との接合面４８も曲率をもって形成する。

【００２６】接合面４８には、面積分割による一部領域
透過残部領域反射のコーティングを施すか、または偏光
膜を設ける。なお、接合面４８に一部領域透過残部領域
反射のコーティングを施す場合には、図７Ａに示すよう
に小領域の円形の透明部（白抜き部分）を多数形成した
り、図７Ｂに示すように透明部と反射部とを２分割した
り、あるいは図７Ｃに示すように透明部と反射部とを交
互にストライプ状に形成する。また、偏光膜を設ける場
合には、第１の面４６ａ側および第２の面４６ｂ側にそ
れぞれ偏光板を設けるようにする。

【００２７】このようにして、映像供給部２１からの映
像を、第１の面４６ａを透過させて第２の面４６ｂに臨
界角以上の入射角で入射させて反射させ、その映像を接
合面４８で反射させて第２の面４６ｂを経て眼球に導く
ようにする。また、液晶シャッタ２３を経て入射する外
界からの光は、第３の面４７ａ、接合面４８および第２
の面４６ｂを経て眼球に導くようにする。その他の構成
は、図２と同様に構成する。

【００２８】図８は、この発明の第３実施形態における
光学系の構成を示すものである。この光学系は、図６に
示す光学系において、接眼光学系４５を構成する第１プ
リズム４６の第２の面４６ｂおよび第２プリズム４７を
構成する第３の面４７ａを平行平板状に形成したもの
で、その他の構成は図６と同様である。

【００２９】図６および図８に示す光学系においても、
液晶シャッタ２３を、視軸と直交する面に対して任意の
方向に傾けて配置しているので、映像供給部２１から接
眼光学系４５の第１の面４６ａ、第２の面４６ｂおよび
接合面４８を経て液晶シャッタ２３に入射する映像は、
ここで反射されて視軸方向から外れることになる。した
がって、図２に示した光学系におけると同様に、液晶シ
ャッタ２３での反射光が再び接眼光学系４５を経て眼球
に入射することがないので、ゴーストの発生を有効に防
止することができ、映像を常に明瞭に観察することがで
きる。

【００３０】なお、図６および図８に示す光学系におい
ては、映像供給部２１を構成するバックライト２６、Ｌ
ＣＤ２５および光学フィルタ２７を、本体１０の側面側
から挿脱するように構成する。

【００３１】以上の説明では、光遮断素子として液晶シ
ャッタ２３を用い、これを視軸と直交する面に対して任
意の方向に傾けて配置するようにしたが、液晶シャッタ
に代えて機械的なシャッタを用いることもできる。ま
た、映像供給部２１は、本体１０の上側部分に限らず、
任意の部分に配置することができる。例えば、接眼光学
系として、図６および図８に示した構成のものを用いる
場合には、図９に示すように、映像供給部２１を本体１
０の下側部分に配置したり、図１０に示すように、外側
部分に配置したり、あるいは図１１に示すように、内側
部分に配置することもできる。なお、図９、図１０およ
び図１１においては、液晶シャッタ２３の図示を省略し
てある。このような映像供給部２１の配置は、図２に示
す接眼光学系２２を用いる場合も同様である。

【００３２】次に、映像供給部２１を図２に示す接眼光
学系２２または図６に示す接眼光学系４５に位置決めす
る機構について説明する。図２に示す接眼光学系２２に
映像供給部２１を位置決めして装着するにあたっては、
例えば、図１２Ａに示すように、接眼光学系２２の映像
供給部２１側の四隅に凹部２２ａ〜２２ｄを形成する
か、あるいは図１２Ｂに示すように凸部２２ｅ〜２２ｈ
を形成する。また、図示しないが、映像供給部２１に
は、その鏡枠２８の四隅に、接眼光学系２２の凹部２２
ａ〜２２ｄまたは凸部２２ｅ〜２２ｈに係合する凸部ま
たは凹部を形成する。このようにして、接眼光学系２２
の凹部２２ａ〜２２ｄまたは凸部２２ｅ〜２２ｈに、鏡
枠２８に形成した凸部または凹部を係合させて、接眼光
学系２２に映像供給部２１を位置決めして装着する。

【００３３】同様に、図６に示す接眼光学系４５に映像
供給部２１を位置決めして装着するにあたっては、例え
ば、図１３Ａに示すように、接眼光学系４５の映像供給
部２１側の四隅に凹部４５ａ〜４５ｄを形成するか、あ
るいは図１３Ｂに示すように凸部４５ｅ〜４５ｈを形成
する。また、図示しないが、映像供給部２１には、その
鏡枠２８の四隅に、接眼光学系４５の凹部４５ａ〜４５
ｄまたは凸部４５ｅ〜４５ｈに係合する凸部または凹部
を形成する。このようにして、接眼光学系４５の凹部４
５ａ〜４５ｄまたは凸部４５ｅ〜４５ｈに、鏡枠２８に
形成した凸部または凹部を係合させて、接眼光学系２２
に映像供給部２１を位置決めして装着する。

【００３４】なお、上述した説明では、接眼光学系２２
または４５に鏡枠２８を位置決めし、この鏡枠２８にバ
ックライト２６、ＬＣＤ２５および光学フィルタ２７を
着脱自在に装着するようにしたが、これらは固定的に設
けることもできる。このような構成において、例えば、
ＬＣＤ２５を接眼光学系２２に位置決めして固定する場
合には、例えば、図１４Ａに示すように、接眼光学系２
２のＬＣＤ２５と対向する面上で、その四隅に凸部２２
ｉ〜２２ｌを形成すると共に、ＬＣＤ２５を装着した基
板２５ａと対向する任意の部分に突起２２ｍ，２２ｎを
形成して、凸部２２ｉ〜２２ｌに基板２５ａの四隅を係
合させると共に、突起２２ｍ，２２ｎを基板２５ａに形
成した穴２５ｂ，２５ｃに嵌め込んで位置決め固定す
る。

【００３５】また、図１４Ｂに示すように、ＬＣＤ２５
をその基板２５ａとともに枠５１に取り付け、この枠５
１の四隅に爪部５１ａを形成して、これらを接眼光学系
２２の稜線部にそれぞれ形成した切り欠き２２ｏに係合
させて位置決め固定する。さらに、図６に示す接眼光学
系４５にＬＣＤ２５を位置決め固定する場合には、図１
４Ｃに示すように、接眼光学系４５のＬＣＤ２５と対向
する面にリブ４５ａ，４５ｂを突出して設けて、これら
をＬＣＤ２５を装着した基板２５ａに形成した凹部２５
ｄ，２５ｅに係合させて位置決め固定する。

【００３６】なお、図１４Ａ〜Ｃにおいては、ＬＣＤ２
５の接眼光学系側に光学フィルタを貼り付けることもで
きる。また、図１４Ａ〜Ｃに示す位置決め固定機構は、
バックライト２６、ＬＣＤ２５および光学フィルタ２７
を着脱自在に装着する鏡枠２８を、接眼光学系に位置決
め固定する場合にも有効に適用することができる。

【００３７】ところで、図２および図６に示した接眼光
学系２２および４５は、直方体の素材を用い、これに研
磨等を施して製造するのが作り易い。この場合、特に、
側面部分において、光線が通らない不要部分が残るの
で、この部分をカットしたほうが、小型・軽量化の点で
好ましい。例えば、図２に示す接眼光学系２２において
は、図１５に破線で示す側面部分をカットする。また、
図６に示す接眼光学系４５においても、図１６Ａおよび
Ｂに破線で示す側面部分をカットする。

【００３８】また、例えば、図２に示す接眼光学系２２
を用いる場合には、その凸面よりなる反射面４２ａに赤
外透過コートを施し、この反射面４２ａ、ハーフミラー
面４３および第３の透過面４２ｂを経て眼球に赤外線を
投射し、その反射光を受光して視線を検出するようにす
ることもできる。このように、視線を検出するようにす
れば、観察者の視線に応じてＬＣＤ２５に表示する映像
を制御することができる。

【００３９】付記１．左眼用映像を表示する左眼用映像表示素子と、該左
眼用映像表示素子に表示される左眼用映像および外界光
を観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系と、該左眼用
接眼光学系に入射する外界光を選択的に遮光する左眼用
光遮断素子と、右眼用映像を表示する右眼用映像表示素
子と、該右眼用映像表示素子に表示される右眼用映像お
よび外界光を観察者の右眼球に導く右眼用接眼光学系
と、該右眼用接眼光学系に入射する外界光を選択的に遮
光する右眼用光遮断素子とを有し、これらを対応する観
察者の眼球に対して位置決めして頭部に装着するように
した頭部装着型映像表示装置において、前記左眼用およ
び右眼用光遮断素子を、対応する眼球の視軸と直交する
面に対してそれぞれ傾けて配置したことを特徴とする頭
部装着型映像表示装置。２．付記項１記載の頭部装着型映像表示装置において、
前記左眼用および右眼用接眼光学系の各々は、少なくと
も、対応する映像表示素子側に位置する透過作用を有す
る第１の面と、映像表示素子に表示され、前記第１の面
を透過した映像を反射させる作用を有する第２の面と、
この第２の面で反射される映像を対応する眼球に入射さ
せる透過作用を有する第３の面とを有することを特徴と
する頭部装着型映像表示装置。３．付記項２記載の頭部装着型映像表示装置において、
前記第１，第２および第３の面を第１プリズムに形成す
ると共に、前記第２の面を、対応する眼球に向かって凹
面状に形成し、この第２の面に接合して第２プリズムを
設け、対応する映像表示素子に表示される映像を、前記
第１の面を透過させて前記第３の面に臨界角以上の入射
角で入射させて全反射させ、この第１の面で反射される
映像を前記第２の面で反射させた後、前記第３の面を透
過させて対応する眼球に導き、外界光を、対応する光遮
断素子、前記第２プリズム、前記第２の面および前記第
３の面を経て対応する眼球に導くよう構成したことを特
徴とする頭部装着型映像表示装置。４．付記項２記載の頭部装着型映像表示装置において、
前記第１の面を第１プリズムに形成すると共に、この第
１プリズムの対応する光遮断素子側に透過作用を有する
第４の面を形成し、前記第２および第３の面は第２プリ
ズムにそれぞれ形成し、これら第１プリズムおよび第２
プリズムをハーフミラー面を介して接合して、対応する
映像表示素子に表示される映像を、前記第１の面および
前記ハーフミラー面を順次透過させて前記第２の面で反
射させ、この第２の面で反射される映像を前記ハーフミ
ラー面で反射させた後、前記第１の面を透過させて対応
する眼球に導き、外界光を、対応する光遮断素子、前記
第４の面、前記ハーフミラー面および前記第３の面を経
て対応する眼球に導くよう構成したことを特徴とする頭
部装着型映像表示装置。５．付記項１〜４のいずれか記載の頭部装着型映像表示
装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素子
と、対応する前記左眼用および右眼用接眼光学系との間
に、それぞれ挿脱自在に光学フィルタを設けたことを特
徴とする頭部装着型映像表示装置。６．付記項１〜５のいずれか記載の頭部装着型映像表示
装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素子
を、それぞれ挿脱自在に設けたことを特徴とする頭部装
着型映像表示装置。７．付記項６記載の頭部装着型映像表示装置において、
前記左眼用および右眼用映像表示素子を、それぞれアダ
プタを介して挿脱し得るよう構成したことを特徴とする
頭部装着型映像表示装置。８．付記項１〜７のいずれか記載の頭部装着型映像表示
装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素子を
それぞれ照明するバックライトを、挿脱自在に設けたこ
とを特徴とする頭部装着型映像表示装置。９．付記項３または４記載の頭部装着型映像表示装置に
おいて、前記第１プリズムおよび第２プリズムを、屈折
率１．３以上の透明媒質をもって構成したことを特徴と
する頭部装着型映像表示装置。１０．付記項９記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記第１プリズムおよび第２プリズムの屈折率差
を、０．３未満としたことを特徴とする頭部装着型映像
表示装置。１１．付記項９または１０記載の頭部装着型映像表示装
置において、前記透明媒質を、ガラスをもって構成した
ことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。１２．付記項９または１０記載の頭部装着型映像表示装
置において、前記透明媒質を、プラスチックをもって構
成したことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。１３．付記項１２記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記プラスチックを、ＰＭＭＡ、アクリルまたはゼ
オネックスもって構成したことを特徴とする頭部装着型
映像表示装置。１４．付記項１〜１３のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用光遮断素子および右眼用
光遮断素子を、それぞれ液晶シャッタをもって構成した
ことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。１５．付記項１〜１４のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用光遮断素子および右眼用
光遮断素子は、それぞれ、少なくとも可視光を選択的に
透過するものであることを特徴とする頭部装着型映像表
示装置。１６．付記項１５記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記左眼用光遮断素子および右眼用光遮断素子は、
それぞれの紫外線透過率が２０％以下、好ましくは１％
以下であることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。１７．付記項１〜１６のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素
子を、対応する視軸に対してそれぞれ上側に位置するよ
うに配置したことを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。１８．付記項１〜１６のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素
子を、対応する視軸に対してそれぞれ下側に位置するよ
うに配置したことを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。１９．付記項１〜１６のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素
子を、対応する視軸に対してそれぞれ外側に位置するよ
うに配置したことを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。２０．付記項１〜１６のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用および右眼用映像表示素
子を、対応する視軸に対してそれぞれ内側に位置するよ
うに配置したことを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。２１．付記項１〜２０のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、少なくとも前記左眼用および右眼用
映像表示素子を、対応する左眼用および右眼用接眼光学
系に対してそれぞれ位置決めする位置決め手段を設けた
ことを特徴とする頭部装着型映像表示装置。２２．付記項２１記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記位置決め手段は、対応する接眼光学系に設けた
突起を有することを特徴とする頭部装着型映像表示装
置。２３．付記項２１記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記位置決め手段は、対応する接眼光学系に設けた
切り欠きを有することを特徴とする頭部装着型映像表示
装置。２４．付記項１〜２３のいずれか記載の頭部装着型映像
表示装置において、前記左眼用および右眼用接眼光学系
のそれぞれ光線が通らない部分をカットしたことを特徴
とする頭部装着型映像表示装置。２５．付記項４記載の頭部装着型映像表示装置におい
て、前記第２の面に赤外透過コートを施し、この第２の
面、前記ハーフミラー面および第３の面を経て対応する
眼球に赤外線を照射し、その反射光を受光して視線を検
出するよう構成したことを特徴とする頭部装着型映像表
示装置。

【００４０】

【発明の効果】この発明によれば、シースルー機能を有
する映像表示装置において、外界光を選択的に遮光する
光遮断素子を、眼球の視軸と直交する面に対して傾けて
配置したので、映像表示素子から接眼光学系を経て光遮
断素子で反射される映像の方向を視軸方向から外すこと
ができる。したがって、光遮断素子で反射される映像が
再び接眼光学系を経て眼球に入射することがないので、
ゴーストの発生を有効に防止し、映像を明瞭に観察する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態の頭部装着型映像表示
装置を装着した状態を示す斜視図である。

【図２】第１実施形態における光学系の一例の構成を示
す図である。

【図３】図２に示す光学系の詳細を示す図である。

【図４】図３において、ＬＣＤを鏡枠に装着する際に用
いるアダプタの一例を示す図である。

【図５】図３において、バックライト、ＬＣＤおよび光
学フィルタの挿脱方向の他の例を説明するための図であ
る。

【図６】この発明の第２実施形態を説明するための図で
ある。

【図７】図６に示す接眼光学系の接合面に形成する一部
領域透過残部領域反射の三つのコーティング例を示す図
である。

【図８】この発明の第３実施形態における光学系の構成
を示す図である。

【図９】映像表示装置本体に対する光学系の他の配置例
を説明するための図である。

【図１０】同じく、さらに他の配置例を説明するための
図である。

【図１１】同じく、さらに他の配置例を説明するための
図である。

【図１２】図２に示す光学系における位置決め機構の二
つの例を説明するための図である。

【図１３】同じく、図６に示す光学系における位置決め
機構の二つの例を説明するための図である。

【図１４】接眼光学系に対するＬＣＤの位置決め機構の
三つの例を示す図である。

【図１５】図２に示す接眼光学系の不要部分のカット例
を示す図である。

【図１６】同じく、図６に示す接眼光学系の不要部分の
カット例を示す図である。

【図１７】従来の技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１０映像表示装置本体２１映像供給部２２接眼光学系２３液晶シャッタ２５液晶パネル（ＬＣＤ）２６バックライト２７光学フィルタ２８鏡枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像を表示する映像表示素子と、該映像
表示素子に表示される映像および外界光を観察者の眼球
に導く接眼光学系と、該接眼光学系に入射する外界光を
選択的に遮光する光遮断素子とを有する映像表示装置に
おいて、前記光遮断素子を、前記眼球の視軸と直交する面に対し
て傾けて配置したことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】前記光遮断素子の前記視軸と直交する面
に対する傾き角を、５°〜３０°としたことを特徴とす
る請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】前記光遮断素子の前記視軸と直交する面
に対する傾き角を、１０°〜２０°としたことを特徴と
する請求項１記載の映像表示装置。