JP2001264686A - 画像表示装置および画像表示システム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｙ_m
から、 ｆ＝ｙ_m ／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。

【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ｙ_m
から、 ｆ＝ｙ_m ／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。

【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ｙ_m
から、 ｆ＝ｙ_m ／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。

【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ｙ_m
から、 ｆ＝ｙ_m ／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

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１４】従来のヘッドマウントディスプレイの要部構
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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。
13. 【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。
14. 【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。
15. 【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。
16. 【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。
17. 【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。
18. 【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。
19. 【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。
20. 【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。
21. 【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。
22. 【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。
23. 【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。
24. 【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。
25. 【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。
26. 【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。
27. 【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。
28. 【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。
29. 【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。