JP2001264686A - 画像表示装置および画像表示システム - Google Patents
画像表示装置および画像表示システムInfo
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- JP2001264686A JP2001264686A JP2000082088A JP2000082088A JP2001264686A JP 2001264686 A JP2001264686 A JP 2001264686A JP 2000082088 A JP2000082088 A JP 2000082088A JP 2000082088 A JP2000082088 A JP 2000082088A JP 2001264686 A JP2001264686 A JP 2001264686A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射型画像表示素子の照明光を光源から直接
素子に照射すると、照明光と素子の光軸とのなす角αが
大きくなり、装置全体が大型化する。 【解決手段】 照明光を発する光源1と、入射した照明
光の反射により画像を表示する反射型画像表示素子4
と、この反射型画像表示素子に表示された画像を観察者
の眼7に投写する投写光学素子6と、光源から発せられ
た照明光を反射型画像表示素子の画像光射出側に入射さ
せる照明プリズム3とを有する画像表示装置において、
上記照明プリズムを、反射型画像表示素子と投写光学素
子との間に配置するとともに、この照明プリズムにおけ
る反射型画像表示素子側の面10と投写光学素子側の面
9とのなす角度Aを15°以上45°以下とする。
素子に照射すると、照明光と素子の光軸とのなす角αが
大きくなり、装置全体が大型化する。 【解決手段】 照明光を発する光源1と、入射した照明
光の反射により画像を表示する反射型画像表示素子4
と、この反射型画像表示素子に表示された画像を観察者
の眼7に投写する投写光学素子6と、光源から発せられ
た照明光を反射型画像表示素子の画像光射出側に入射さ
せる照明プリズム3とを有する画像表示装置において、
上記照明プリズムを、反射型画像表示素子と投写光学素
子との間に配置するとともに、この照明プリズムにおけ
る反射型画像表示素子側の面10と投写光学素子側の面
9とのなす角度Aを15°以上45°以下とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるヘッドマ
ウントディスプレイなどと称される画像表示装置に関す
るものである。
ウントディスプレイなどと称される画像表示装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ヘッドマウントディスプレイなどの画像
表示装置においては、装置全体を小型化するための光学
系がいろいろ提案されている。例えば、特開平7−33
3551号公報においては、すべて回転非対称の第1、
第2、第3の面で構成され、1つの対称面に対して対称
な形状を有するプリズム形状の光学素子を用い、画像表
示素子の表示面の画像を拡大像として表示する装置が提
案されている。
表示装置においては、装置全体を小型化するための光学
系がいろいろ提案されている。例えば、特開平7−33
3551号公報においては、すべて回転非対称の第1、
第2、第3の面で構成され、1つの対称面に対して対称
な形状を有するプリズム形状の光学素子を用い、画像表
示素子の表示面の画像を拡大像として表示する装置が提
案されている。
【0003】このようなプリズム形状の光学素子を用い
ることにより、非常にコンパクトでかつ簡単な構成で、
像の歪み(ディストーション)、像面湾曲、非点収差を
良好に補正し、表示面に対してテレセントリック条件を
満たすことができる。
ることにより、非常にコンパクトでかつ簡単な構成で、
像の歪み(ディストーション)、像面湾曲、非点収差を
良好に補正し、表示面に対してテレセントリック条件を
満たすことができる。
【0004】この公報提案の装置では、画像表示素子と
して透過型の液晶ディスプレイを用いているが、透過型
液晶ディスプレイは画素開口が小さいので画像が粗く、
画質が若干良くないという欠点を有している。近年、ビ
デオやTVなどの動画の他に、パソコンやDVDといっ
た高精細の画像の出力装置が増えており、透過型液晶デ
ィスプレイの画質よりも精細な画像表示が望まれてい
る。
して透過型の液晶ディスプレイを用いているが、透過型
液晶ディスプレイは画素開口が小さいので画像が粗く、
画質が若干良くないという欠点を有している。近年、ビ
デオやTVなどの動画の他に、パソコンやDVDといっ
た高精細の画像の出力装置が増えており、透過型液晶デ
ィスプレイの画質よりも精細な画像表示が望まれてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような現状に対し
て、画素開口が大きくできる反射型液晶ディスプレイを
用いることにより、高精細な画像を得ることができる。
現在提案されている反射型液晶ディスプレイを用いた表
示装置としては、例えば特開平11‐125791号公
報にて提案のものがある。この表示装置では、本願図1
4に示すように、光源からの光線を光学素子を介するこ
となしに直接反射型液晶ディスプレイに照射し、該液晶
ディスプレイの画像をプリズム形状の光学素子によって
虚像として拡大表示して、観察者の眼に導く。
て、画素開口が大きくできる反射型液晶ディスプレイを
用いることにより、高精細な画像を得ることができる。
現在提案されている反射型液晶ディスプレイを用いた表
示装置としては、例えば特開平11‐125791号公
報にて提案のものがある。この表示装置では、本願図1
4に示すように、光源からの光線を光学素子を介するこ
となしに直接反射型液晶ディスプレイに照射し、該液晶
ディスプレイの画像をプリズム形状の光学素子によって
虚像として拡大表示して、観察者の眼に導く。
【0006】しかしながら、この表示装置においては、
反射型液晶ディスプレイを照明する光源からの光線を直
接液晶ディスプレイに照射しているために、照明光と液
晶ディスプレイの光軸とのなす角αが大きくなる。この
ため、表示装置全体が大型化してしまい、さらに、液晶
ディスプレイが表示光学系に対して大きく傾くので、表
示光学系から液晶ディスプレイまでの距離が場所によっ
て異なり、光学性能が低下するという問題がある。
反射型液晶ディスプレイを照明する光源からの光線を直
接液晶ディスプレイに照射しているために、照明光と液
晶ディスプレイの光軸とのなす角αが大きくなる。この
ため、表示装置全体が大型化してしまい、さらに、液晶
ディスプレイが表示光学系に対して大きく傾くので、表
示光学系から液晶ディスプレイまでの距離が場所によっ
て異なり、光学性能が低下するという問題がある。
【0007】また、他の表示装置としては、図15に示
すように、プリズム形状の光学素子に対して反射型液晶
ディスプレイの反対の側に光源を設け、光源からの照明
光が光学素子内を通じて液晶ディスプレイを照明し、液
晶ディスプレイを照明した光はこの液晶ディスプレイで
反射され、再び光学素子内を通じて観察者の眼に入るよ
うに構成されたものがある。
すように、プリズム形状の光学素子に対して反射型液晶
ディスプレイの反対の側に光源を設け、光源からの照明
光が光学素子内を通じて液晶ディスプレイを照明し、液
晶ディスプレイを照明した光はこの液晶ディスプレイで
反射され、再び光学素子内を通じて観察者の眼に入るよ
うに構成されたものがある。
【0008】しかしながら、このような表示装置の照明
系では、照明光が光学素子の各面で反射し、液晶ディス
プレイを照明しない光も眼に入ってしまうため、不要な
フレアが発生するという問題がある。
系では、照明光が光学素子の各面で反射し、液晶ディス
プレイを照明しない光も眼に入ってしまうため、不要な
フレアが発生するという問題がある。
【0009】そこで、本発明は、極めてシンプルかつコ
ンパクトな構成でありながら、諸収差が良好に補正さ
れ、広画角であって、かつ不要なフレアが発生しない画
像表示装置であり、しかも、パソコン出力などの高精細
な画像に対応した反射型画像表示素子を用いた画像表示
装置を提供することを目的とする。
ンパクトな構成でありながら、諸収差が良好に補正さ
れ、広画角であって、かつ不要なフレアが発生しない画
像表示装置であり、しかも、パソコン出力などの高精細
な画像に対応した反射型画像表示素子を用いた画像表示
装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、照明光を発する光源と、入射した照
明光の反射により画像を表示する反射型画像表示素子
と、この反射型画像表示素子に表示された画像を観察者
の眼に投写する投写光学素子と、光源から発せられた照
明光を反射型画像表示素子の画像光射出側に入射させる
照明プリズムとを有する画像表示装置において、上記照
明プリズムを、反射型画像表示素子と投写光学素子との
間に配置するとともに、この照明プリズムにおける反射
型画像表示素子側の面と投写光学素子側の面とのなす角
度を15°以上45°以下としている。
めに、本発明では、照明光を発する光源と、入射した照
明光の反射により画像を表示する反射型画像表示素子
と、この反射型画像表示素子に表示された画像を観察者
の眼に投写する投写光学素子と、光源から発せられた照
明光を反射型画像表示素子の画像光射出側に入射させる
照明プリズムとを有する画像表示装置において、上記照
明プリズムを、反射型画像表示素子と投写光学素子との
間に配置するとともに、この照明プリズムにおける反射
型画像表示素子側の面と投写光学素子側の面とのなす角
度を15°以上45°以下としている。
【0011】さらに、照明プリズムに、照明光が入射す
る第1の面と、照明光を反射型画像表示素子に向けて射
出するとともにこの反射型画像表示素子からの画像光を
入射させる第2の面と、第1の面から入射した照明光を
第2の面に向けて反射させるとともに第2の面から入射
した画像光を投写光学素子に向けて透過させる第3の面
を設け、照明プリズム内において、照明光が通過する領
域と画像光が通過する領域とを少なくとも一部において
重複させる。
る第1の面と、照明光を反射型画像表示素子に向けて射
出するとともにこの反射型画像表示素子からの画像光を
入射させる第2の面と、第1の面から入射した照明光を
第2の面に向けて反射させるとともに第2の面から入射
した画像光を投写光学素子に向けて透過させる第3の面
を設け、照明プリズム内において、照明光が通過する領
域と画像光が通過する領域とを少なくとも一部において
重複させる。
【0012】これらにより、極めてシンプルかつコンパ
クト(特に、照明系がコンパクト)な構成を有し、広画
角であって、かつ不要なフレアが発生しない画像表示装
置を実現することが可能となる。また、反射型画像表示
素子を用いているため、パソコン出力などの高精細な画
像に対応した画像表示装置とすることが可能である。
クト(特に、照明系がコンパクト)な構成を有し、広画
角であって、かつ不要なフレアが発生しない画像表示装
置を実現することが可能となる。また、反射型画像表示
素子を用いているため、パソコン出力などの高精細な画
像に対応した画像表示装置とすることが可能である。
【0013】しかも、投写光学素子を、少なくとも1つ
の反射面を含む複数の光学作用面を有するものとして構
成し、これら光学作用面のうち少なくとも1つを回転非
対称面とすることにより、よりコンパクトで諸収差を良
好に補正可能な画像表示装置とすることが可能である。
の反射面を含む複数の光学作用面を有するものとして構
成し、これら光学作用面のうち少なくとも1つを回転非
対称面とすることにより、よりコンパクトで諸収差を良
好に補正可能な画像表示装置とすることが可能である。
【0014】なお、光源から発せられた照明光のうち不
要光を吸収する光吸収部材設けたり、光源から発せられ
た照明光を偏光光とするための第1の偏光板および反射
型画像表示素子から射出された画像光の検光を行うため
の第2の偏光板を設けたりすることにより、より良好な
画像観察が行える画像表示装置とすることが可能であ
る。
要光を吸収する光吸収部材設けたり、光源から発せられ
た照明光を偏光光とするための第1の偏光板および反射
型画像表示素子から射出された画像光の検光を行うため
の第2の偏光板を設けたりすることにより、より良好な
画像観察が行える画像表示装置とすることが可能であ
る。
【0015】この場合、光吸収部材や各偏光板を反射型
画像表示素子から1mm以上離して配置して、太陽光が
眼側から入射しても光吸収部材や偏光板上に焦点を結ば
ないようにし、太陽光により偏光板等が劣化することを
防止するのがよい。
画像表示素子から1mm以上離して配置して、太陽光が
眼側から入射しても光吸収部材や偏光板上に焦点を結ば
ないようにし、太陽光により偏光板等が劣化することを
防止するのがよい。
【0016】また、照明プリズムや投写光学素子におけ
る光学作用面以外の面を研磨面としてこの研磨面に反射
防止膜を形成して照明プリズムの内側から上記光学作用
面以外の面に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プ
リズムの内部に反射するのを防止したり、上記光学作用
面以外の部分を拡散面としてこの拡散面に光吸収性を有
する塗料を塗布して不要光の乱反射を防止したりするの
が好ましい。
る光学作用面以外の面を研磨面としてこの研磨面に反射
防止膜を形成して照明プリズムの内側から上記光学作用
面以外の面に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プ
リズムの内部に反射するのを防止したり、上記光学作用
面以外の部分を拡散面としてこの拡散面に光吸収性を有
する塗料を塗布して不要光の乱反射を防止したりするの
が好ましい。
【0017】さらに、照明プリズムの上記第3の面に対
する照明光の入射角をφとし、照明プリズムの屈折率を
nとしたときに、 sinφ≧1/n …(1) を満足する構成とすることにより、反射率を100%と
して効果的に画像表示素子を照明することが可能とな
る。
する照明光の入射角をφとし、照明プリズムの屈折率を
nとしたときに、 sinφ≧1/n …(1) を満足する構成とすることにより、反射率を100%と
して効果的に画像表示素子を照明することが可能とな
る。
【0018】但し、照明プリズムの第3の面上において
照明光の入射位置により入射角が異なるときには、最小
の入射角の照明光に対する第3の面の反射率Rを R≧0.5 …(2) を満足させるようにしてもよい。
照明光の入射位置により入射角が異なるときには、最小
の入射角の照明光に対する第3の面の反射率Rを R≧0.5 …(2) を満足させるようにしてもよい。
【0019】ここで、図16に示すように、光線の射出
角をφ′とすると、スネルの法則から、 n・sin φ=sin φ′ …(3) が成り立つ。そして、このφ′を用いて、強度の反射率
Rの面に対して平行な偏光成分(P偏光)Rpと、上記
面に垂直な偏光成分(S偏光)Rsは次のように表され
る。
角をφ′とすると、スネルの法則から、 n・sin φ=sin φ′ …(3) が成り立つ。そして、このφ′を用いて、強度の反射率
Rの面に対して平行な偏光成分(P偏光)Rpと、上記
面に垂直な偏光成分(S偏光)Rsは次のように表され
る。
【0020】
【数1】
【0021】屈折率を1.52とすると、入射角と反射
率の関係は図17で示され、この反射率が50%以上と
なるように照明プリズムの反射面での入射角度を決めれ
ばよい。
率の関係は図17で示され、この反射率が50%以上と
なるように照明プリズムの反射面での入射角度を決めれ
ばよい。
【0022】また、照明プリズムの第3の面に入射する
照明光の偏光方向をS偏光にすることにより、光線の反
射率をP偏光よりも高くでき、照明プリズムの第3の面
での照明光の入射角度の許容範囲を広くすることができ
るのでなお良い。
照明光の偏光方向をS偏光にすることにより、光線の反
射率をP偏光よりも高くでき、照明プリズムの第3の面
での照明光の入射角度の許容範囲を広くすることができ
るのでなお良い。
【0023】なお、照明プリズムの材料として、光学ガ
ラスなど複屈折性の低い材料を使用することにより、照
明プリズム内を透過する光線に偏光の旋回が生じること
を防ぐことが可能であるが、複屈折性が残存する材料で
も、照明プリズムからの照明光により照明された画像表
示素子が白を表示したときの強度と黒を表示したときの
強度の比が50:1以上であれば実質使用上問題がな
い。
ラスなど複屈折性の低い材料を使用することにより、照
明プリズム内を透過する光線に偏光の旋回が生じること
を防ぐことが可能であるが、複屈折性が残存する材料で
も、照明プリズムからの照明光により照明された画像表
示素子が白を表示したときの強度と黒を表示したときの
強度の比が50:1以上であれば実質使用上問題がな
い。
【0024】また、位相板を反射型画像表示素子と照明
プリズムとの間に配置し、照明光の偏光方向を反射型画
像表示素子に最適な偏光方向に変換するようにしてもよ
い。
プリズムとの間に配置し、照明光の偏光方向を反射型画
像表示素子に最適な偏光方向に変換するようにしてもよ
い。
【0025】また、照明プリズムの第3の面のうち照明
光の入射角に対する反射率Rが、 R≧0.9 …(5) を満たさない領域に反射膜を形成することにより、照明
プリズムで反射する光の入射角の範囲を広くすることが
でき、好ましい。
光の入射角に対する反射率Rが、 R≧0.9 …(5) を満たさない領域に反射膜を形成することにより、照明
プリズムで反射する光の入射角の範囲を広くすることが
でき、好ましい。
【0026】また、1/4位相板を第2の偏光板と投写
光学素子との間に配置してもよい。この場合、画像光は
第2の偏光板を透過して直線偏光の光となった後、1/
4位相板によって円偏光もしくは楕円偏光になって投写
光学素子に入射する。これにより、投写光学素子に入射
する光は直線偏光ではなくなるため、投写光学素子内部
での複屈折の影響が少なくなり、好ましい。
光学素子との間に配置してもよい。この場合、画像光は
第2の偏光板を透過して直線偏光の光となった後、1/
4位相板によって円偏光もしくは楕円偏光になって投写
光学素子に入射する。これにより、投写光学素子に入射
する光は直線偏光ではなくなるため、投写光学素子内部
での複屈折の影響が少なくなり、好ましい。
【0027】さらに、反射型画像表示素子を保持部材等
を介して照明プリズムに固定して、照明プリズムと一体
で投写光学素子に対して位置調整可能にすることによ
り、反射型画像表示素子と照明プリズムとの光学的配置
を変えることなく投写光学素子に対して位置調整するこ
とができ、光学性能の変化を生じさせずに各要素の最適
な配置を得ることが可能となる。
を介して照明プリズムに固定して、照明プリズムと一体
で投写光学素子に対して位置調整可能にすることによ
り、反射型画像表示素子と照明プリズムとの光学的配置
を変えることなく投写光学素子に対して位置調整するこ
とができ、光学性能の変化を生じさせずに各要素の最適
な配置を得ることが可能となる。
【0028】また、反射型画像表示素子に複数色の色画
像の時間順次表示切替え(フィールドシーケンシャル表
示)を行わせるとともに、この色画像の切替タイミング
に同期させて反射型画像表示素子に入射させる照明光を
表示色画像に応じた色に切り替えてカラー画像を表示さ
せることにより、色による画素ずれのない高画質(高精
細)な画像表示を行うことが可能になる。
像の時間順次表示切替え(フィールドシーケンシャル表
示)を行わせるとともに、この色画像の切替タイミング
に同期させて反射型画像表示素子に入射させる照明光を
表示色画像に応じた色に切り替えてカラー画像を表示さ
せることにより、色による画素ずれのない高画質(高精
細)な画像表示を行うことが可能になる。
【0029】この場合、反射型画像表示素子としては、
微小ミラーアレイを駆動するミラーパネルや、シリコン
基盤にTN液晶を封入した液晶パネルや、強誘電液晶を
用いた液晶パネルといった高速で画像表示を行えるもの
を用いるのがよい。
微小ミラーアレイを駆動するミラーパネルや、シリコン
基盤にTN液晶を封入した液晶パネルや、強誘電液晶を
用いた液晶パネルといった高速で画像表示を行えるもの
を用いるのがよい。
【0030】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1は本発明の
第1実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像
表示装置)の構成を示している。この図において、1は
RGBの光を発する光源、2は第1の偏光板、3は照明
プリズム、4は反射型液晶ディスプレイパネル(反射型
画像表示素子)、5は第2の偏光板、6はプリズムレン
ズ(投写光学素子)、7は観察者の眼である。
第1実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像
表示装置)の構成を示している。この図において、1は
RGBの光を発する光源、2は第1の偏光板、3は照明
プリズム、4は反射型液晶ディスプレイパネル(反射型
画像表示素子)、5は第2の偏光板、6はプリズムレン
ズ(投写光学素子)、7は観察者の眼である。
【0031】光源1から発せられた照明光は、第1の偏
光板2を通り偏光光となる。そして、照明プリズム3の
第1の面8を透過して、第3の面9で反射し、第2の面
10を透過した後、ディスプレイパネル4の画像光射出
側からパネル4内に入射してこのパネル4を照明する。
光板2を通り偏光光となる。そして、照明プリズム3の
第1の面8を透過して、第3の面9で反射し、第2の面
10を透過した後、ディスプレイパネル4の画像光射出
側からパネル4内に入射してこのパネル4を照明する。
【0032】ディスプレイパネル4に入射した照明光は
パネル4内で反射され、画像光として照明プリズム3の
第2の面10を再び透過し、第3の面9を透過して第2
の偏光板5を通って検光が行われた後、プリズムレンズ
6に入射する。
パネル4内で反射され、画像光として照明プリズム3の
第2の面10を再び透過し、第3の面9を透過して第2
の偏光板5を通って検光が行われた後、プリズムレンズ
6に入射する。
【0033】ここで、照明プリズム3は、ディスプレイ
パネル4とプリズムレンズ6との間に配置されており、
ディスプレイパネル4側の第2の面10とプリズムレン
ズ6側の第3の面9とのなす角度Aが、15°以上45
°以下に設定されている。
パネル4とプリズムレンズ6との間に配置されており、
ディスプレイパネル4側の第2の面10とプリズムレン
ズ6側の第3の面9とのなす角度Aが、15°以上45
°以下に設定されている。
【0034】そして、これらの面9,10の間で照明プ
リズム3内を通過する照明光と画像光とは一部が同じ領
域を通る。このため、小型の照明プリズム3でディスプ
レイパネル4の照明と画像光のプリズムレンズ6への導
光とを行うことができ、照明系ひいては本画像表示装置
全体のコンパクト化を図ることができる。
リズム3内を通過する照明光と画像光とは一部が同じ領
域を通る。このため、小型の照明プリズム3でディスプ
レイパネル4の照明と画像光のプリズムレンズ6への導
光とを行うことができ、照明系ひいては本画像表示装置
全体のコンパクト化を図ることができる。
【0035】また、プリズムレンズ6は、入射透過面で
ある第1の面11と、反射面である第2の面13と、第
1の面11からの入射光に対しては反射面となり第2の
面13からの反射光に対しては透過面となる第3の面1
2とを有する。
ある第1の面11と、反射面である第2の面13と、第
1の面11からの入射光に対しては反射面となり第2の
面13からの反射光に対しては透過面となる第3の面1
2とを有する。
【0036】照明プリズム3を通じて第1の面11から
プリズムレンズ6内に入射した画像光は、このプリズム
レンズ6の第3の面12および第2の面13で繰り返し
反射し、さらに第3の面12を透過した後、観察者の眼
7に至る。
プリズムレンズ6内に入射した画像光は、このプリズム
レンズ6の第3の面12および第2の面13で繰り返し
反射し、さらに第3の面12を透過した後、観察者の眼
7に至る。
【0037】プリズムレンズ6は正の屈折力を有し、デ
ィスプレイパネル4に表示される画像を拡大した虚像に
変化させる作用を有する。
ィスプレイパネル4に表示される画像を拡大した虚像に
変化させる作用を有する。
【0038】また、プリズムレンズ6における第1〜第
3の面11,13,12はそれぞれ、回転非対称の自由
曲面に形成されており、画像の諸収差(歪み等)を十分
補正して観察者の眼に拡大画像を鑑賞させる画像光を投
写する。
3の面11,13,12はそれぞれ、回転非対称の自由
曲面に形成されており、画像の諸収差(歪み等)を十分
補正して観察者の眼に拡大画像を鑑賞させる画像光を投
写する。
【0039】また、第1の偏光板2は照明プリズム3の
第1の面8の近傍、すなわちディスプレイパネル4に対
して入射側に配置されている。また、第2の偏光板5は
照明プリズム3の第3の面9の近傍、すなわちディスプ
レイパネル4に対して射出側に配置されている。
第1の面8の近傍、すなわちディスプレイパネル4に対
して入射側に配置されている。また、第2の偏光板5は
照明プリズム3の第3の面9の近傍、すなわちディスプ
レイパネル4に対して射出側に配置されている。
【0040】図2に詳しく示すように、光源1からの無
偏光の照明光14は、第1の偏光板2を通過する際に第
1の偏光方向を有する偏光光15となり、照明プリズム
3の第1の面8に入射する。そして、照明プリズム3の
第3の面9で反射し、第2の面10を透過し、ディスプ
レイパネル4に入射する。
偏光の照明光14は、第1の偏光板2を通過する際に第
1の偏光方向を有する偏光光15となり、照明プリズム
3の第1の面8に入射する。そして、照明プリズム3の
第3の面9で反射し、第2の面10を透過し、ディスプ
レイパネル4に入射する。
【0041】なお、図2には、照明光および画像光の偏
光状態の例を示している。図2中の矢印記号は第3の面
12に対してS偏光の状態を、丸囲みの×印はP偏光の
状態を表す。
光状態の例を示している。図2中の矢印記号は第3の面
12に対してS偏光の状態を、丸囲みの×印はP偏光の
状態を表す。
【0042】ディスプレイパネル4に入射した偏光光1
6のうちディスプレイパネル4で第1の偏光方向に対し
て90°の変調を受けた画像光は第2の偏光板5を透過
し、変調を受けない光は第2の偏光板5で吸収される。
これにより、不要な光がカットされた状態で画像光がプ
リズムレンズ6内に入射する。
6のうちディスプレイパネル4で第1の偏光方向に対し
て90°の変調を受けた画像光は第2の偏光板5を透過
し、変調を受けない光は第2の偏光板5で吸収される。
これにより、不要な光がカットされた状態で画像光がプ
リズムレンズ6内に入射する。
【0043】以上が本実施形態の画像表示装置における
主たる構成および光学的作用であるが、本実施形態で
は、照明プリズム3およびプリズムレンズ6の各側面
(第1〜第3の面である光学作用面以外の面)に反射防
止膜を形成し、各側面での光の反射を防止してフレアや
ゴーストの発生を防止している。
主たる構成および光学的作用であるが、本実施形態で
は、照明プリズム3およびプリズムレンズ6の各側面
(第1〜第3の面である光学作用面以外の面)に反射防
止膜を形成し、各側面での光の反射を防止してフレアや
ゴーストの発生を防止している。
【0044】また、本実施形態では、第1,2の偏光板
2,5をそれぞれ1mm以上、ディスプレイパネル4か
ら離して配置している。これにより、図3に示すよう
に、太陽光17が眼側から入射しても、各偏光板2,5
上に焦点を結ばないようになっている。このため、太陽
光による各偏光板2,5の劣化が防止される。
2,5をそれぞれ1mm以上、ディスプレイパネル4か
ら離して配置している。これにより、図3に示すよう
に、太陽光17が眼側から入射しても、各偏光板2,5
上に焦点を結ばないようになっている。このため、太陽
光による各偏光板2,5の劣化が防止される。
【0045】また、本実施形態では、図1に示すよう
に、照明プリズム3の第3の面9で反射する照明光の反
射角を、前述した式(1)の条件を満足するように設定
して、全反射条件を満足している。
に、照明プリズム3の第3の面9で反射する照明光の反
射角を、前述した式(1)の条件を満足するように設定
して、全反射条件を満足している。
【0046】さらに、本実施形態の照明プリズム3は、
屈折率が1.52の硝子材を用いているので、第3の面
9で反射する照明光の入射角φは、φ≧41.1を満足
すればよい。
屈折率が1.52の硝子材を用いているので、第3の面
9で反射する照明光の入射角φは、φ≧41.1を満足
すればよい。
【0047】なお、図4に示すように、照明プリズム3
の第3の面9での照明光の反射角φ1〜φ3が第3の面
9上の位置により異なる場合には、最小の入射角φ1の
光線の反射率が、前述した式(2)の条件を満足するよ
うに構成すればよい。
の第3の面9での照明光の反射角φ1〜φ3が第3の面
9上の位置により異なる場合には、最小の入射角φ1の
光線の反射率が、前述した式(2)の条件を満足するよ
うに構成すればよい。
【0048】ここで、照明プリズム3の第3の面9で反
射する照明光の偏光方向を、図5に示すようにS偏光と
すれば、前述したように反射角度の許容範囲が広くな
る。
射する照明光の偏光方向を、図5に示すようにS偏光と
すれば、前述したように反射角度の許容範囲が広くな
る。
【0049】また、本実施形態では、照明プリズム3と
して複屈折性の低い光学ガラスを使用しているため、照
明プリズム3内で偏光の旋回が発生しない。
して複屈折性の低い光学ガラスを使用しているため、照
明プリズム3内で偏光の旋回が発生しない。
【0050】また、照明プリズム3を安価に製造するた
めにこの照明プリズムにレンズ作用を持たせるときは、
成形で製作するほうが容易である。そしてこの場合は、
照明プリズム3に入射した偏光光がプリズムレンズ6を
射出した後、あるいは第2の偏光板5を射出した後にお
いて、ディスプレイパネル4が白を表示したときと黒を
表示したときの光の強度比が50:1以上になっている
ことが望まれる。
めにこの照明プリズムにレンズ作用を持たせるときは、
成形で製作するほうが容易である。そしてこの場合は、
照明プリズム3に入射した偏光光がプリズムレンズ6を
射出した後、あるいは第2の偏光板5を射出した後にお
いて、ディスプレイパネル4が白を表示したときと黒を
表示したときの光の強度比が50:1以上になっている
ことが望まれる。
【0051】さらに、本実施形態では、ディスプレイパ
ネル4は不図示の保持部材を介して照明プリズム3に対
し固定されており、さらにディスプレイパネル4は照明
プリズム3と一体でプリズムレンズ6に対し位置調整で
きるようになっている。
ネル4は不図示の保持部材を介して照明プリズム3に対
し固定されており、さらにディスプレイパネル4は照明
プリズム3と一体でプリズムレンズ6に対し位置調整で
きるようになっている。
【0052】これにより、ディスプレイパネル4と照明
プリズム3との光学的配置を変えることなくプリズムレ
ンズ6に対して位置調整することができ、光学性能の変
化を生じさせずに最適な各要素の配置を得ることができ
る。
プリズム3との光学的配置を変えることなくプリズムレ
ンズ6に対して位置調整することができ、光学性能の変
化を生じさせずに最適な各要素の配置を得ることができ
る。
【0053】また、本実施形態では、ディスプレイパネ
ル4はRGBの各色画像が時間順次(フィールドシーケ
ンシャル)で切替え表示されるとともに、各色画像の切
り替えタイミングに同期してディスプレイパネル4に入
射する照明光の色を切り替えることによりカラー画像を
表示する。
ル4はRGBの各色画像が時間順次(フィールドシーケ
ンシャル)で切替え表示されるとともに、各色画像の切
り替えタイミングに同期してディスプレイパネル4に入
射する照明光の色を切り替えることによりカラー画像を
表示する。
【0054】具体的には、ディスプレイパネル4とし
て、シリコン基盤にTN液晶を封入した液晶ディスプレ
イパネルを用い、高速で画像表示切替えを行えるように
している。
て、シリコン基盤にTN液晶を封入した液晶ディスプレ
イパネルを用い、高速で画像表示切替えを行えるように
している。
【0055】一方、照明光の色切替えは、例えば、光源
1に対して回転可能で回転位置に応じてRGBの各色成
分光を選択的に透過させるフィルタを用いたり、分子配
向を電気的に変更可能な異方性材料により回折パターン
を挟み込んで作ったフィルタを用いてRGBの各色成分
光の透過方向を選択的に照明プリズム3の方向としたり
することにより行う。
1に対して回転可能で回転位置に応じてRGBの各色成
分光を選択的に透過させるフィルタを用いたり、分子配
向を電気的に変更可能な異方性材料により回折パターン
を挟み込んで作ったフィルタを用いてRGBの各色成分
光の透過方向を選択的に照明プリズム3の方向としたり
することにより行う。
【0056】また、光源1としてそれぞれRGBの各色
光を発する3つの光源を設け、これら各光源の発光の時
間順次切り替えを行うようにしてもよい。
光を発する3つの光源を設け、これら各光源の発光の時
間順次切り替えを行うようにしてもよい。
【0057】以上のように構成される画像表示装置は、
図12に示すように、光源1、ディスプレイパネル4、
第1,2の偏光板2,5および照明プリズム3が、プリ
ズムレンズ6および観察者の左右の眼7の高さよりも上
に位置するように、全体が縦方向にレイアウトされる。
図12に示すように、光源1、ディスプレイパネル4、
第1,2の偏光板2,5および照明プリズム3が、プリ
ズムレンズ6および観察者の左右の眼7の高さよりも上
に位置するように、全体が縦方向にレイアウトされる。
【0058】そして、この画像表示装置は、不図示のビ
デオやテレビ、パソコン、DVD等の画像出力装置に接
続され、画像表示システムを構成する。画像出力装置か
らこの画像表示装置に画像が供給されと、その画像がデ
ィスプレイパネル4に表示され、プリズムレンズ6によ
り拡大された画像が観察者により観察される。
デオやテレビ、パソコン、DVD等の画像出力装置に接
続され、画像表示システムを構成する。画像出力装置か
らこの画像表示装置に画像が供給されと、その画像がデ
ィスプレイパネル4に表示され、プリズムレンズ6によ
り拡大された画像が観察者により観察される。
【0059】(第2実施形態)図6には、本発明の第2
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)を示している。なお、本実施形態のヘッドマウン
トディスプレイの基本構成は第1実施形態のものと同じ
であり、共通する構成要素には第1実施形態と同符号を
付している。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)を示している。なお、本実施形態のヘッドマウン
トディスプレイの基本構成は第1実施形態のものと同じ
であり、共通する構成要素には第1実施形態と同符号を
付している。
【0060】本実施形態では、第1実施形態のように、
第1の偏光板2で決まる照明光(偏光光)をそのままデ
ィスプレイパネル4に入射させるのではなく、照明プリ
ズム3とディスプレイパネル4との間に配置した位相板
20を通して入射させる。
第1の偏光板2で決まる照明光(偏光光)をそのままデ
ィスプレイパネル4に入射させるのではなく、照明プリ
ズム3とディスプレイパネル4との間に配置した位相板
20を通して入射させる。
【0061】これにより、ディスプレイパネル4に最適
な偏光方向に変換した偏光光を入射させ、画質の向上等
に有効である。
な偏光方向に変換した偏光光を入射させ、画質の向上等
に有効である。
【0062】(第3実施形態)図7には、本発明の第3
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)のうち照明系の構成を示している。なお、本実施
形態のヘッドマウントディスプレイの基本構成は第1実
施形態のものと同じであり、共通する構成要素には第1
実施形態と同符号を付している。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)のうち照明系の構成を示している。なお、本実施
形態のヘッドマウントディスプレイの基本構成は第1実
施形態のものと同じであり、共通する構成要素には第1
実施形態と同符号を付している。
【0063】本実施形態では、光源1からの照明光が照
明プリズム3の第1の面8を透過して第3の面9で反射
するときの、この第3の面9に対する照明光の入射角
が、前述した式(5)の条件を満足しない第3の面9上
の領域に対し、反射膜21を形成している。
明プリズム3の第1の面8を透過して第3の面9で反射
するときの、この第3の面9に対する照明光の入射角
が、前述した式(5)の条件を満足しない第3の面9上
の領域に対し、反射膜21を形成している。
【0064】これにより、照明プリズム3の第3の面9
で反射する照明光の入射角の範囲を広げることができ
る。
で反射する照明光の入射角の範囲を広げることができ
る。
【0065】(第4実施形態)図8には、本発明の第4
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)の構成を示している。なお、本実施形態のヘッド
マウントディスプレイの基本構成は第1実施形態のもの
と同じであり、共通する構成要素には第1実施形態と同
符号を付している。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)の構成を示している。なお、本実施形態のヘッド
マウントディスプレイの基本構成は第1実施形態のもの
と同じであり、共通する構成要素には第1実施形態と同
符号を付している。
【0066】本実施形態では、第2の偏光板5とプリズ
ムレンズ6との間に1/4位相板22を設け、プリズム
レンズ6を透過する画像光を直線偏光ではない状態とし
ている。
ムレンズ6との間に1/4位相板22を設け、プリズム
レンズ6を透過する画像光を直線偏光ではない状態とし
ている。
【0067】これにより、プリズムレンズ6を透過する
画像光が直線偏光である場合に比べて、画像光がプリズ
ムレンズ6の内部で受ける複屈折の影響を少なくするこ
とができ、良質な画像表示を行うことができる。
画像光が直線偏光である場合に比べて、画像光がプリズ
ムレンズ6の内部で受ける複屈折の影響を少なくするこ
とができ、良質な画像表示を行うことができる。
【0068】(第5実施形態)図9には、本発明の第5
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)に用いられる照明プリズムを示している。なお、
本実施形態のヘッドマウントディスプレイの基本構成は
第1実施形態のものと同じであり、共通する構成要素に
は第1実施形態と同符号を付している。
実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表示
装置)に用いられる照明プリズムを示している。なお、
本実施形態のヘッドマウントディスプレイの基本構成は
第1実施形態のものと同じであり、共通する構成要素に
は第1実施形態と同符号を付している。
【0069】本実施形態における照明プリズム3の側面
(光学作用面以外の面)23は拡散面とされ、さらに光
吸収性を有する黒色塗料が塗装されている。
(光学作用面以外の面)23は拡散面とされ、さらに光
吸収性を有する黒色塗料が塗装されている。
【0070】これにより、照明プリズム3の側面23に
当たる不要光は拡散面で拡散され、さらに黒色塗料で吸
収されて、乱反射が効果的に防止される。
当たる不要光は拡散面で拡散され、さらに黒色塗料で吸
収されて、乱反射が効果的に防止される。
【0071】(第6実施形態)図10には、本発明の第
6実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)に用いられる照明プリズムを示している。な
お、本実施形態のヘッドマウントディスプレイの基本構
成は第1実施形態のものと同じであり、共通する構成要
素には第1実施形態と同符号を付している。
6実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)に用いられる照明プリズムを示している。な
お、本実施形態のヘッドマウントディスプレイの基本構
成は第1実施形態のものと同じであり、共通する構成要
素には第1実施形態と同符号を付している。
【0072】本実施形態では、照明プリズム3の側面
(光学作用面以外の面)24を研磨面とし、さらに反射
防止膜(図示せず)を形成している。
(光学作用面以外の面)24を研磨面とし、さらに反射
防止膜(図示せず)を形成している。
【0073】これにより、照明プリズム3の内側から側
面24に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プリズ
ム3の内部に反射するのを防止することができる。
面24に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プリズ
ム3の内部に反射するのを防止することができる。
【0074】(第7実施形態)第1実施形態では、ディ
スプレイパネル4としてシリコン基盤にTN液晶を封入
した液晶ディスプレイパネルを用いたが、同様に高速で
駆動することができる強誘電液晶を用いた液晶パネル
や、微小なミラーアレイを駆動するミラーパネルを用い
てもよい。なお、ミラーパネルを用いる場合は偏光板
2,5は不要である。
スプレイパネル4としてシリコン基盤にTN液晶を封入
した液晶ディスプレイパネルを用いたが、同様に高速で
駆動することができる強誘電液晶を用いた液晶パネル
や、微小なミラーアレイを駆動するミラーパネルを用い
てもよい。なお、ミラーパネルを用いる場合は偏光板
2,5は不要である。
【0075】(第8実施形態)図11には、本発明の第
8実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)の構成を示している。なお、本実施形態のヘッ
ドマウントディスプレイの基本構成は第1実施形態のも
のと同じであり、共通する構成要素には第1実施形態と
同符号を付している。
8実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)の構成を示している。なお、本実施形態のヘッ
ドマウントディスプレイの基本構成は第1実施形態のも
のと同じであり、共通する構成要素には第1実施形態と
同符号を付している。
【0076】第1実施形態では、偏光板2,5を照明プ
リズム3の前後に配置した場合について説明したが、本
実施形態では、偏光板25を照明プリズム3とディスプ
レイパネル4との間に配置している。
リズム3の前後に配置した場合について説明したが、本
実施形態では、偏光板25を照明プリズム3とディスプ
レイパネル4との間に配置している。
【0077】本実施形態で用いる偏光板25は、照明プ
リズム3から射出した照明光を第1の偏光方向の偏光光
とし、ディスプレイパネル4から射出した画像光を上記
第1の偏光方向と同じ偏光方向の偏光光とする。
リズム3から射出した照明光を第1の偏光方向の偏光光
とし、ディスプレイパネル4から射出した画像光を上記
第1の偏光方向と同じ偏光方向の偏光光とする。
【0078】これにより、2つの偏光板を用いる場合に
比べて装置の構成部品数を減らし、装置のよりコンパク
ト化を図ることができる。
比べて装置の構成部品数を減らし、装置のよりコンパク
ト化を図ることができる。
【0079】(第9実施形態)図13には、本発明の第
9実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)のレイアウトを示している。なお、本実施形態
のヘッドマウントディスプレイの基本構成は第1実施形
態のものと同じであり、共通する構成要素には第1実施
形態と同符号を付している。
9実施形態であるヘッドマウントディスプレイ(画像表
示装置)のレイアウトを示している。なお、本実施形態
のヘッドマウントディスプレイの基本構成は第1実施形
態のものと同じであり、共通する構成要素には第1実施
形態と同符号を付している。
【0080】本実施形態では、第1実施形態と異なり、
光源1、ディスプレイパネル4、第1,2の偏光板2,
5および照明プリズム3が、プリズムレンズ6および観
察者の左右の眼7の高さと同じ高さに位置するように、
全体を横方向にレイアウトしている。
光源1、ディスプレイパネル4、第1,2の偏光板2,
5および照明プリズム3が、プリズムレンズ6および観
察者の左右の眼7の高さと同じ高さに位置するように、
全体を横方向にレイアウトしている。
【0081】(数値実施例)次に、本発明の数値実施例
を示す。本実施例では、光学系が偏心面で構成されてい
るので、光学系の形状を表すために絶対座標系とローカ
ル座標系とを設定する。図18は絶対座標系とローカル
座標系の説明図である。これについて説明する。
を示す。本実施例では、光学系が偏心面で構成されてい
るので、光学系の形状を表すために絶対座標系とローカ
ル座標系とを設定する。図18は絶対座標系とローカル
座標系の説明図である。これについて説明する。
【0082】絶対座標系の原点は、観察者の望ましき瞳
孔位置の中心Oに設定し、Z軸は点Oを通り瞳孔面に垂
直な直線であって光学系の対称面(図の紙面)上にあ
る。Y軸は原点Oを通り上記対称面上でZ軸に対して反
時計回りに90°の角度をなす直線である。X軸は原点
Oを通り、Y,Z軸に対して直交する直線である。
孔位置の中心Oに設定し、Z軸は点Oを通り瞳孔面に垂
直な直線であって光学系の対称面(図の紙面)上にあ
る。Y軸は原点Oを通り上記対称面上でZ軸に対して反
時計回りに90°の角度をなす直線である。X軸は原点
Oを通り、Y,Z軸に対して直交する直線である。
【0083】ローカル座標の原点Oiは、絶対座標(dX
i ,dYi ,dZi )で 、各面Si毎に設定する。ローカ
ル座標のZ軸は、YZ平面内で原点Oiを通り、絶対座
標系のZ軸と角度Tilt iをなす直線である。ここで角度
Tilt iは、ローカル座標のZ軸が、原点Oiを通り絶対
座標系のZ軸に平行な直線に対して反時計回り方向の角
度をなすときに正とする。
i ,dYi ,dZi )で 、各面Si毎に設定する。ローカ
ル座標のZ軸は、YZ平面内で原点Oiを通り、絶対座
標系のZ軸と角度Tilt iをなす直線である。ここで角度
Tilt iは、ローカル座標のZ軸が、原点Oiを通り絶対
座標系のZ軸に平行な直線に対して反時計回り方向の角
度をなすときに正とする。
【0084】ローカル座標のY軸は、原点Oiを通りロ
ーカル座標のZ軸に対して反時計回りに90°の角度を
なす直線である。ローカル座標のX軸は原点Oiを通
り、ローカル座標のY軸及びZ軸に直交する直線であ
る。
ーカル座標のZ軸に対して反時計回りに90°の角度を
なす直線である。ローカル座標のX軸は原点Oiを通
り、ローカル座標のY軸及びZ軸に直交する直線であ
る。
【0085】各面の形状はローカル座標で表す。上記各
実施形態において光学作用面の形状は、2次曲面を表す
形状関数にゼルニケ多項式による非球面を有する形状を
しており、以下に示す関数により表す。
実施形態において光学作用面の形状は、2次曲面を表す
形状関数にゼルニケ多項式による非球面を有する形状を
しており、以下に示す関数により表す。
【0086】 ここで、r は各面の基本曲率半径であり、c はc=1/r で
ある。また、ciは各面におけるi 番目のゼルニケ多項式
の非球面係数である。
ある。また、ciは各面におけるi 番目のゼルニケ多項式
の非球面係数である。
【0087】表1は、図12に示した実施形態の構成デ
ータであり、図12に示したレイアウトのように配置し
て使用する形態のものである。
ータであり、図12に示したレイアウトのように配置し
て使用する形態のものである。
【0088】 《表1》 f=17.8 N=1.57 wx(x方向半画角)=15.0 deg , wy(y方向半画角)=11.2 deg prism n(プリズムレンズの屈折率)=1.571 S1 r : ∞ d :24.36 n : 1.0000 S2 dY -66.17 dZ 24.36 Tilt -6.96 r :-457.224 c4 :-9.305e-04 c5 :-3.229e-04 c9 : 3.505e-07 c10:-7.323e-06 c11: 9.125e-08 c12:-3.783e-09 c13:-1.514e-09 c19:-4.593e-11 c20:-6.705e-12 c21: 8.148e-10 c22:-3.195e-12 c23:-1.139e-12 c24: 7.100e-13 c25:-6.199e-13 S3 dY -1.87 dZ 36.84 Tilt -29.99 r : -51.716 c4 :-1.851e-03 c5 :-2.129e-03 c9 :-9.909e-06 c10:-4.449e-06 c11: 3.818e-08 c12:-3.436e-07 c13:-3.451e-07 c19:-1.065e-08 c20:-1.655e-09 c21:-1.859e-09 c22:-2.324e-10 c23: 4.922e-11 c24:-2.111e-10 c25:-4.289e-11 S4 dY -66.17 dZ 24.36 Tilt -6.96 r :-457.224 c4 :-9.305e-04 c5 :-3.229e-04 c9 : 3.505e-07 c10:-7.323e-06 c11: 9.125e-08 c12:-3.783e-09 c13:-1.514e-09 c19:-4.593e-11 c20:-6.705e-12 c21: 8.148e-10 c22:-3.195e-12 c23:-1.139e-12 c24: 7.100e-13 c25:-6.199e-13 S5 dY 10.09 dZ 42.84 Tilt 40.06 r :-120.292 c4 : 2.142e-02 c5 :-5.012e-03 c9 :-5.723e-04 c10:-1.025e-03 c11:-3.201e-05 c12:-1.789e-06 c13: 3.509e-05 c19:-4.617e-07 c20: 2.780e-07 c21: 2.896e-07 c22: 0.000e+00 c23: 0.000e+00 c24: 0.000e+00 c25: 0.000e+00 S6 dY 16.45 dZ 37.48 Tilt 52.54 S6 r : ∞ d :-1.34 n : 1.0000 S7 dY 15.39 dZ 36.66 Tilt 58.96 S7 r : ∞ d : 3.34 n : 1.5163 S8 dY 18.04 dZ 38.70 Tilt 34.91 S8 r : ∞ d : 0.10 n : 1.0000 S9 r : ∞ d : 1.10 n : 1.5230 S10 r : ∞ d :0.00 n : 1.0000 ここで、Si(i=1,2,3,4,5,P)は図18に
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
【0089】図12の面9と面10のなす角A: 24.1
° ≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=41.261≧sin-1 (1/
n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で8.1 mm
≧1mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.5 mm
≧1mm 表2は図13に示した実施形態の構成データであり、図
13に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
° ≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=41.261≧sin-1 (1/
n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で8.1 mm
≧1mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.5 mm
≧1mm 表2は図13に示した実施形態の構成データであり、図
13に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
【0090】 《表2》 f=24.7 N=1.57 wx(x方向半画角)=8.2 deg , wy (y方向半画角)=11.0 deg prism n(プリズムレンズの屈折率)=1.571 S1 r : ∞ d :31.51 n : 1.0000 S2 dY 7.40 dZ 31.51 Tilt 6.18 r :-125.683 c4 :-2.042e-03 c5 :-1.392e-03 c9 :-5.849e-05 c10:-3.988e-05 c11:-1.565e-07 c12: 1.487e-07 c13:-7.932e-07 c19: 6.972e-10 c20:-7.498e-08 c21:-2.922e-07 c22: 6.857e-09 c23:-5.076e-10 c24: 7.780e-10 c25:-6.330e-10 S3 dY 0.15 dZ 40.91 Tilt -20.22 r : -43.176 c4 :-8.911e-04 c5 : 1.504e-04 c9 :-8.852e-08 c10:-8.996e-06 c11: 1.094e-07 c12: 4.103e-07 c13:-2.058e-07 c19: 2.214e-08 c20:-3.350e-08 c21:-1.961e-08 c22: 9.588e-11 c23:-3.566e-10 c24: 5.986e-10 c25:-3.213e-10 S4 dY 7.40 dZ 31.51 Tilt 6.18 r :-125.683 c4 :-2.042e-03 c5 :-1.392e-03 c9 :-5.849e-05 c10:-3.988e-05 c11:-1.565e-07 c12: 1.487e-07 c13:-7.932e-07 c19: 6.972e-10 c20:-7.498e-08 c21:-2.922e-07 c22: 6.857e-09 c23:-5.076e-10 c24: 7.780e-10 c25:-6.330e-10 S5 dY 14.54 dZ 38.86 Tilt 69.69 r : 37.831 c4 : 8.371e-03 c5 : 1.218e-03 c9 :-2.518e-04 c10:-4.090e-04 c11:-1.738e-05 c12:-1.413e-05 c13:-9.072e-06 c19: 4.686e-07 c20: 2.161e-06 c21:-3.586e-06 c22:-1.663e-07 c23: 5.347e-08 c24:-9.508e-09 c25:-2.946e-09 S6 dY 15.42 dZ 39.36 Tilt 47.57 S6 r : ∞ d : 0.86 n : 1.0000 S7 dY 16.05 dZ 39.94 Tilt 70.83 S7 r : ∞ d : 3.50 n : 1.5163 S8 dY 18.64 dZ 42.30 Tilt 42.60 S8 r : ∞ d : 0.54 n : 1.0000 S9 dY 21.58 dZ 40.33 Tilt 42.60 S9 r : ∞ d : 1.10 n : 1.5230 S10 r : ∞ d : 0.00 n : 1.0000 ここで、Si(i=1,2,3,4,5,P)は図18に
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
【0091】図13の面9と面10のなす角A: 28.2
° ≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=41.261≧sin-1 (1/
n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で10.8mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で5.0 mm
≧1 mm 表3は図19に示した実施形態の構成データであり、図
12に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
° ≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=41.261≧sin-1 (1/
n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で10.8mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で5.0 mm
≧1 mm 表3は図19に示した実施形態の構成データであり、図
12に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
【0092】 《表3》 f=17.8 N=1.57 wx(x方向半画角)=15.0 deg , wy(y方向半画角)=11.2 deg prism n(プリズムレンズの屈折率)=1.571 S1 r : ∞ d :24.17 n : 1.0000 S2 dY -66.73 dZ 24.17 Tilt -7.10 r :-461.057 c4 :-9.444e-04 c5 :-3.179e-04 c9 : 3.564e-07 c10:-7.425e-06 c11: 9.172e-08 c12:-3.545e-09 c13:-1.750e-09 c19:-4.939e-11 c20:-3.042e-12 c21: 8.185e-10 c22:-3.273e-12 c23:-1.195e-12 c24: 7.481e-13 c25:-6.502e-13 S3 dY -2.25 dZ 36.56 Tilt -29.69 r : -50.649 c4 :-1.480e-03 c5 :-2.235e-03 c9 :-6.528e-06 c10:-7.977e-06 c11:-2.321e-07 c12:-6.635e-07 c13:-3.385e-07 c19:-1.215e-08 c20: 1.096e-09 c21:-9.376e-09 c22:-2.647e-10 c23: 2.971e-10 c24:-6.479e-11 c25:-2.963e-12 S4 dY -66.73 dZ 24.17 Tilt -7.10 r :-461.057 c4 :-9.444e-04 c5 :-3.179e-04 c9 : 3.564e-07 c10:-7.425e-06 c11: 9.172e-08 c12:-3.545e-09 c13:-1.750e-09 c19:-4.939e-11 c20:-3.042e-12 c21: 8.185e-10 c22:-3.273e-12 c23:-1.195e-12 c24: 7.481e-13 c25:-6.502e-13 S5 dY 9.43 dZ 42.79 Tilt 39.73 r :-188.044 c4 : 2.032e-02 c5 :-4.318e-03 c9 :-4.827e-04 c10:-9.667e-04 c11:-4.276e-05 c12:-1.416e-06 c13: 3.236e-05 c19:-5.986e-07 c20: 3.505e-07 c21: 7.541e-07 c22: 0.000e+00 c23: 0.000e+00 c24: 0.000e+00 c25: 0.000e+00 S6 dY 16.05 dZ 37.28 Tilt 55.67 S6 r : ∞ d :-1.37 n : 1.0000 S7 dY 14.93 dZ 36.51 Tilt 59.82 S7 r : ∞ d : 3.34 n : 1.5163 S8 dY 17.68 dZ 38.40 Tilt 39.83 S8 r : ∞ d : 0.10 n : 1.0000 S9 r : ∞ d : 1.10 n : 1.5230 S10 r : ∞ d : 0.00 n : 1.0000 ここで、Si(i=1,2,3,4,5,P)は図18に
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
【0093】図19の面9と面10のなす角A: 20 °
≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=28.143≦sin-1 (1/
n) (なお、この場合は、式(1)を満たさないので、照明
プリズム3の第3の面9の一部に反射膜を形成してい
る。) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で8.0 mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.4 mm
≧1 mm 表4は図20に示した実施形態の構成データであり、図
12に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=28.143≦sin-1 (1/
n) (なお、この場合は、式(1)を満たさないので、照明
プリズム3の第3の面9の一部に反射膜を形成してい
る。) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で8.0 mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.4 mm
≧1 mm 表4は図20に示した実施形態の構成データであり、図
12に示したレイアウトのように配置して使用する形態
のものである。
【0094】 《表4》 f=22.6 N=1.57 wx(x方向半画角)= 9.0 deg , wy (y方向半画角)=12.0 deg prism n(プリズムレンズの屈折率)=1.571 S1 r : ∞ d :31.56 n : 1.0000 S2 dY 7.46 dZ 31.56 Tilt 5.98 r :-114.717 c4 :-2.212e-03 c5 :-1.249e-03 c9 :-7.747e-05 c10: 2.639e-05 c11:-1.532e-06 c12: 1.469e-06 c13:-1.899e-06 c19:-3.953e-08 c20:-1.158e-08 c21:-2.287e-07 c22: 5.759e-09 c23:-2.109e-09 c24: 1.554e-09 c25:-5.815e-10 S3 dY 0.08 dZ 40.90 Tilt -20.02 r : -41.444 c4 :-1.043e-03 c5 : 1.010e-04 c9 :-4.528e-06 c10: 5.442e-06 c11:-1.857e-07 c12: 4.407e-07 c13:-4.390e-07 c19: 2.782e-08 c20:-4.086e-08 c21: 1.772e-08 c22: 6.484e-10 c23:-4.474e-10 c24: 6.306e-10 c25:-2.124e-10 S4 dY 7.46 dZ 31.56 Tilt 5.98 r :-114.717 c4 :-2.212e-03 c5 :-1.249e-03 c9 :-7.747e-05 c10: 2.639e-05 c11:-1.532e-06 c12: 1.439e-06 c13:-1.899e-06 c19:-3.953e-08 c20:-1.158e-08 c21:-2.287e-07 c22: 5.759e-09 c23:-2.109e-09 c24: 1.554e-09 c25:-5.815e-10 S5 dY 15.11 dZ 38.83 Tilt 68.87 r : 37.281 c4 : 1.192e-02 c5 : 8.644e-04 c9 :-5.232e-04 c10: 1.041e-04 c11:-2.871e-06 c12: 1.514e-05 c13: 6.027e-06 c19:-1.216e-07 c20: 4.707e-07 c21:-5.263e-06 c22:-3.467e-07 c23:-7.974e-09 c24:-3.626e-08 c25:-3.647e-09 S6 dY 16.23 dZ 38.72 Tilt 18.60 S6 r : d :-0.20 n : 1.0000 S7 dY 16.17 dZ 38.53 Tilt 73.71 S7 r : d : 3.50 n : 1.5163 S8 dY 17.28 dZ 41.85 Tilt 38.73 S8 r : ∞ d : 0.10 n : 1.0000 S9 dY 20.07 dZ 39.74 Tilt 38.73 S9 r : d : 1.10 n : 1.5230 S10 r : d : 0.00 n : 1.0000 ここで、Si(i=1,2,3,4,5,P)は図18に
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
示すようにプリズムレンズの3つの面、照明プリズムの
2つの面、ディスプレイパネルの像面を示す。また、f
はプリズムレンズの焦点距離に相当する値で、観察者の
眼からの逆トレースにおいて、無限遠物体からの入射光
の入射角度θと、その光線がパネルで結像する像高ym
から、 f=ym /tan (θ) として算出したものであり、ここでは単に焦点距離と呼
ぶこととする。
【0095】図20の面9と面10のなす角A: 35 °
≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=47.9≧sin-1 (1/n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で9.9 mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.9 mm
≧1 mm
≧15°,≦45° 式(1)の数値実施例: φ=47.9≧sin-1 (1/n) 第1の偏光板位置:照明プリズムの第1の面から0.8 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で9.9 mm
≧1 mm 第2の偏光板位置:照明プリズムの第2の面から0.5 m
mディスプレイパネルの像面から空気換算長で3.9 mm
≧1 mm
【0096】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めてシンプルかつコンパクトな構成を有しながらも、
広画角であって、かつ不要なフレアが発生しない画像表
示装置を実現することができる。また、反射型画像表示
素子を用いているため、パソコン出力などの高精細な画
像に対応した画像表示装置とすることができる。
極めてシンプルかつコンパクトな構成を有しながらも、
広画角であって、かつ不要なフレアが発生しない画像表
示装置を実現することができる。また、反射型画像表示
素子を用いているため、パソコン出力などの高精細な画
像に対応した画像表示装置とすることができる。
【0097】しかも、投写光学素子を、少なくとも1つ
の反射面を含む複数の光学作用面を有するものとして構
成し、これら光学作用面のうち少なくとも1つを回転非
対称面とすれば、よりコンパクトで諸収差を良好に補正
可能な画像表示装置とすることができる。
の反射面を含む複数の光学作用面を有するものとして構
成し、これら光学作用面のうち少なくとも1つを回転非
対称面とすれば、よりコンパクトで諸収差を良好に補正
可能な画像表示装置とすることができる。
【0098】また、照明プリズムや投写光学素子におけ
る光学作用面以外の面を研磨面としてこの研磨面に反射
防止膜を形成して照明プリズムの内側から上記光学作用
面以外の面に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プ
リズムの内部に反射するのを防止したり、上記光学作用
面以外の部分を拡散面としてこの拡散面に光吸収性を有
する塗料を塗布して不要光の乱反射を防止したりするこ
とにより、良質な画像を表示できる画像表示装置とする
ことができる。
る光学作用面以外の面を研磨面としてこの研磨面に反射
防止膜を形成して照明プリズムの内側から上記光学作用
面以外の面に当たる不要光をそのまま透過させ、照明プ
リズムの内部に反射するのを防止したり、上記光学作用
面以外の部分を拡散面としてこの拡散面に光吸収性を有
する塗料を塗布して不要光の乱反射を防止したりするこ
とにより、良質な画像を表示できる画像表示装置とする
ことができる。
【0099】また、照明プリズムの第3の面に入射する
光の偏光方向をS偏光にすることにより、光線の反射率
をP偏光よりも高くでき、照明プリズムの第3の面への
照明光の入射角度の許容範囲を広くすることができる。
光の偏光方向をS偏光にすることにより、光線の反射率
をP偏光よりも高くでき、照明プリズムの第3の面への
照明光の入射角度の許容範囲を広くすることができる。
【0100】さらに、反射型画像表示素子を保持部材等
を介して照明プリズムに固定して、照明プリズムと一体
で投写光学素子に対して位置調節可能とすれば、反射型
画像表示素子と照明プリズムとの光学的配置を変えるこ
となく投写光学素子に対して位置調整することができ、
光学性能の変化を生じさせずに各要素の最適な配置を得
ることができる。
を介して照明プリズムに固定して、照明プリズムと一体
で投写光学素子に対して位置調節可能とすれば、反射型
画像表示素子と照明プリズムとの光学的配置を変えるこ
となく投写光学素子に対して位置調整することができ、
光学性能の変化を生じさせずに各要素の最適な配置を得
ることができる。
【0101】また、反射型画像表示素子に複数色の色画
像の時間順次表示切替え(フィールドシーケンシャル表
示)を行わせるとともに、この色画像の切替タイミング
に同期させて反射型画像表示素子に入射させる照明光を
表示色画像に応じた色に切り替えてカラー画像を表示さ
せるようにすれば、色による画素ずれのない高画質(高
精細)な画像表示を行うことができる。
像の時間順次表示切替え(フィールドシーケンシャル表
示)を行わせるとともに、この色画像の切替タイミング
に同期させて反射型画像表示素子に入射させる照明光を
表示色画像に応じた色に切り替えてカラー画像を表示さ
せるようにすれば、色による画素ずれのない高画質(高
精細)な画像表示を行うことができる。
【図1】本発明の第1実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの要部構成図。
ィスプレイの要部構成図。
【図2】上記第1実施形態のヘッドマウントディスプレ
イの照明系の拡大図。
イの照明系の拡大図。
【図3】上記第1実施形態のヘッドマウントディスプレ
イへの太陽光侵入の様子を説明する図。
イへの太陽光侵入の様子を説明する図。
【図4】上記第1実施形態のヘッドマウントディスプレ
イの変更例における照明系の拡大図。
イの変更例における照明系の拡大図。
【図5】上記第1実施形態のヘッドマウントディスプレ
イにおける光学作用の説明図。
イにおける光学作用の説明図。
【図6】本発明の第2実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの要部構成図。
ィスプレイの要部構成図。
【図7】本発明の第3実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイにおける照明系の拡大図。
ィスプレイにおける照明系の拡大図。
【図8】本発明の第4実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイの要部構成図。
ィスプレイの要部構成図。
【図9】本発明の第5実施形態であるヘッドマウントデ
ィスプレイに用いられる照明プリズムの拡大図。
ィスプレイに用いられる照明プリズムの拡大図。
【図10】本発明の第6実施形態であるヘッドマウント
ディスプレイに用いられる照明プリズムの拡大図。
ディスプレイに用いられる照明プリズムの拡大図。
【図11】本発明の第7実施形態であるヘッドマウント
ディスプレイの要部構成図。
ディスプレイの要部構成図。
【図12】上記第1実施形態のヘッドマウントディスプ
レイのレイアウト図。
レイのレイアウト図。
【図13】本発明の第8実施形態であるヘッドマウント
ディスプレイのレイアウト図。
ディスプレイのレイアウト図。
【図14】従来のヘッドマウントディスプレイの要部構
成図。
成図。
【図15】従来のヘッドマウントディスプレイの要部構
成図。
成図。
【図16】スネルの法則の説明図。
【図17】P偏光およびS偏光の入射角と反射率との関
係を表す図。
係を表す図。
【図18】絶対座標系とローカル座標系の説明図。
【図19】本発明の数値実施例の概略構成図。
【図20】本発明の数値実施例の概略構成図。
1 光源 2 第1の偏光板 3 照明プリズム 4 反射型液晶ディスプレイパネル 5 第2の偏光板 6 プリズムレンズ 7 観察者の眼 A 照明プリズムにおける2つの面のなす角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉持 純子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 千明 達生 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H087 KA00 LA12 RA41 RA42 RA43 TA01 TA04 TA06 9A001 BB04 DD11 KK16
Claims (29)
- 【請求項1】 照明光を発する光源と、入射した照明光
の反射により画像を表示する反射型画像表示素子と、こ
の反射型画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に
投写する投写光学素子と、前記光源から発せられた照明
光を前記反射型画像表示素子の画像光射出側に入射させ
る照明プリズムとを有する画像表示装置において、 前記照明プリズムを、前記反射型画像表示素子と前記投
写光学素子との間に配置するとともに、この照明プリズ
ムにおける前記反射型画像表示素子側の面と前記投写光
学素子側の面とのなす角度を15°以上45°以下とし
たことを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項2】 前記照明プリズムは、照明光が入射する
第1の面と、照明光を前記反射型画像表示素子に向けて
射出するとともにこの反射型画像表示素子からの画像光
を入射させる第2の面と、前記第1の面から入射した照
明光を前記第2の面に向けて反射させるとともに前記第
2の面から入射した画像光を前記投写光学素子に向けて
透過させる第3の面を有しており、 前記照明プリズム内において、照明光が通過する領域と
画像光が通過する領域とが少なくとも一部において重複
していることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装
置。 - 【請求項3】 前記投写光学素子は、少なくとも1つの
反射面を含む複数の光学作用面を有して構成され、これ
ら光学作用面のうち少なくとも1つは回転非対称面であ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装
置。 - 【請求項4】 前記光源から発せられた照明光のうち不
要光を吸収する光吸収部材を有することを特徴とする請
求項1から3のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項5】 前記光吸収部材を前記反射型画像表示素
子から1mm以上離して配置したことを特徴とする請求
項4に記載の画像表示装置。 - 【請求項6】 前記光源から発せられた照明光を偏光光
とするための第1の偏光板と、前記反射型画像表示素子
から射出された画像光の検光を行うための第2の偏光板
とを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか
に記載の画像表示装置。 - 【請求項7】 前記第1の偏光板は、前記光源からの照
明光を第1の偏光方向を有する偏光光として前記照明プ
リズムに入射させ、 前記照明プリズムから射出した照明光は前記反射型画像
表示素子にて反射して前記第1の偏光方向と直交する偏
光方向を有する画像光に変調されるようになっており、 前記第2の偏光板は、前記第1の偏光方向と直交する方
向を有する画像光のみを透過させることを特徴とする請
求項6に記載の画像表示装置。 - 【請求項8】 前記第1および第2の偏光板を、前記反
射型画像表示素子から1mm以上離して配置したことを
特徴とする請求項6又は7に記載の画像表示装置。 - 【請求項9】 前記照明プリズムにおける光学作用面以
外の部分に反射防止膜を形成したことを特徴とする請求
項1から8のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項10】 前記照明プリズムにおける光学作用面
以外の部分を研磨面とし、この研磨面に反射防止膜を形
成したことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記
載の画像表示装置。 - 【請求項11】 前記照明プリズムにおける光学作用面
以外の部分を拡散面とし、この拡散面に光吸収性を有す
る塗料を塗布したことを特徴とする請求項1から8のい
ずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項12】 前記投写光学素子における反射面およ
び透過面以外の部分に反射防止膜を形成したことを特徴
とする請求項1から11のいずれかに記載の画像表示装
置。 - 【請求項13】 前記投写光学素子における反射面およ
び透過面以外の部分を研磨面とし、この研磨面に反射防
止膜を形成したことを特徴とする請求項1から11のい
ずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項14】 前記投写光学素子における反射面およ
び透過面以外の部分を拡散面とし、この拡散面に光吸収
性を有する塗料を塗布したことを特徴とする請求項1か
ら11のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項15】 前記照明プリズムの第3の面に対する
照明光の入射角をφとし、前記照明プリズムの屈折率を
nとしたときに、 sinφ≧1/n を満足することを特徴とする請求項2又は7に記載の画
像表示装置。 - 【請求項16】 前記照明プリズムの第3の面上におい
て照明光の入射位置によって入射角が異なるときに、最
小の入射角の照明光に対する前記第3の面の反射率が
0.5以上であることを特徴とする請求項2又は7に記
載の画像表示装置。 - 【請求項17】 前記照明プリズムの第3の面のうち照
明光の入射角に対する反射率が0.9より小さい領域に
反射膜を形成したことを特徴とする請求項2又は7に記
載の画像表示装置。 - 【請求項18】 前記照明プリズムの第3の面に入射す
る照明光を、P偏光成分よりもS偏光成分が多く含まれ
るものとすることを特徴とする請求項2又は7に記載の
画像表示装置。 - 【請求項19】 前記投写光学素子を射出した後の画像
光のうち、照明光により照明された前記反射型画像表示
素子が白を表示したときの光強度と黒を表示したときの
強度との比が、50:1以上であることを特徴とする請
求項1から19のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項20】 前記第2の偏光板を透過した後の画像
光のうち、照明光により照明された前記反射型画像表示
素子が白を表示したときの光強度と黒を表示したときの
強度との比が、50:1以上であることを特徴とする請
求項6又は7に記載の画像表示装置。 - 【請求項21】 前記照明プリズムと前記反射型画像表
示素子との間に位相板を配置したことを特徴とする請求
項1から21のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項22】 前記第2の偏光板と前記投写光学素子
との間に1/4位相板を配置したことを特徴とする請求
項6又は7に記載の画像表示装置。 - 【請求項23】 前記反射型画像表示素子と前記照明プ
リズムとが、前記投写光学素子に対して一体的に位置調
節が可能であることを特徴とする請求項1から23のい
ずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項24】 前記反射型画像表示素子が前記照明プ
リズムに一体的に固定されていることを特徴とする請求
項24に記載の画像表示装置。 - 【請求項25】 前記反射型画像表示素子に複数色の色
画像の時間順次表示切替えを行わせるとともに、この色
画像の切替タイミングに同期させて前記反射型画像表示
素子に入射させる照明光を表示色画像に応じた色に切り
替えてカラー画像を表示することを特徴とする請求項1
から25のいずれかに記載の画像表示装置。 - 【請求項26】 前記反射型画像表示素子は、微小ミラ
ーアレイを駆動するミラーパネルであることを特徴とす
る請求項26に記載の画像表示装置。 - 【請求項27】 前記反射型画像表示素子は、シリコン
基盤にTN液晶を封入した液晶パネルであることを特徴
とする請求項26に記載の画像表示装置。 - 【請求項28】 前記反射型画像表示素子は、強誘電液
晶を用いた液晶パネルであることを特徴とする請求項2
6に記載の画像表示装置。 - 【請求項29】 請求項1から29のいずれかに記載の
画像表示装置と、この画像表示装置に画像情報を供給す
る画像情報出力装置とを有して構成されることを特徴と
する画像表示システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000082088A JP2001264686A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 画像表示装置および画像表示システム |
US09/812,698 US6490095B2 (en) | 2000-03-23 | 2001-03-21 | Image display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000082088A JP2001264686A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 画像表示装置および画像表示システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001264686A true JP2001264686A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18598936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000082088A Pending JP2001264686A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 画像表示装置および画像表示システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001264686A (ja) |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082088A patent/JP2001264686A/ja active Pending
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