JP4123980B2

JP4123980B2 - 映像表示装置

Info

Publication number: JP4123980B2
Application number: JP2003059172A
Authority: JP
Inventors: 靖谷尻; 哲也野田; 毅遠藤; 隆史森本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP2004271651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示装置、特に、ＴＶ受像機や観察者の眼前に配置されて使用されるヘッドマウンテッドディスプレイ（以下、ＨＮＤと記す）等の映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−６５２４５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９６５３６号公報
【０００３】
特許文献１には、光源の光をルーバーで開口制限することにより、フレア光やゴースト光を遮断して画質の劣化を防止するようにした映像表示装置が開示されている。また、特許文献２には、光学瞳を３ｍｍ以下に制限して鮮明な映像を観察できるようにした映像表示装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記文献１に記載の映像表示装置においては、単に開口を制限するのみなので、光源の光はルーバーで遮断されて損失となってしまい、効率が悪いという問題点を有していた。
【０００５】
一方、前記文献２に記載の映像表示装置では、光学瞳を小さくしたので観察者は光学瞳を探すのが難しく、観察者の瞳との僅かなずれで観察できなくなるという問題点を有していた。また、この装置を頭部装着型映像表示装置として利用する場合には、光学瞳を大きく移動できるような調節手段を必要とするので、装置が大型化してしまうという問題点も残されていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、光を効率よく利用して明るい映像を表示でき、かつ、観察しやすい映像表示装置を提供することにある。
【０００８】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置は、映像を表示する表示手段と、該表示手段を照明する光源と、該光源より放射された光を一方向に集光して前記表示手段に入射させる光学手段と、前記表示手段により表示された映像を虚像として観察者の瞳に導く接眼光学系と、を備え、
前記接眼光学系の光学瞳は該光学瞳の面内で互いに直交する方向により異なるサイズを有し、前記光学手段の集光方向に短く、該集光方向に対して直交する方向に長く、
前記光源より放射される光が前記光学手段で一方向に集光されることにより、集光方向の光強度が前記光学瞳の中心から周辺に向かって単調に減少し、かつ、前記光学瞳の中心から所定距離離れた位置において集光方向の光強度が該集光方向に対して直交する方向の光強度よりも弱くなるような光強度分布を有すること、
を特徴とする。
【０００９】
本発明に係る映像表示装置においては、光学瞳はその面内で互いに直交する方向により光強度分布が異なるため、一方向には大きな光学瞳となって観察しやすく、かつ、光を効率よく利用して明るい映像を表示することができる。
【００１１】
本発明に係る映像表示装置においては、光学瞳は集光方向に３ｍｍ以下とすることで明るい映像を表示でき、集光方向に対して直行する方向に３ｍｍを超えることで観察しやすくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像表示装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施形態、図１〜図３参照）
図１に、本発明の第１実施形態である映像表示装置の概略構成を示す。図１（Ａ）はｙ方向の平面上での光路を示し、図１（Ｂ）はｘ方向の平面上での光路を示す。
【００１８】
この映像表示装置は、表示手段１と接眼レンズ２とで構成されている。表示手段１は、透過型の液晶表示デバイス（以下、ＬＣＤと記す）１１と、拡散光を放射する面光源であるバックライト１２と、光を一方向に集光する光学素子１３とで構成されている。
【００１９】
バックライト１２から放射された光は光学素子１３でｙ方向に集光され、ＬＣＤ１１を画像データに基づいて駆動することにより変調され、映像を表示する。接眼レンズ２は表示手段１の映像光を虚像として光学瞳９に導く。観察者は光学瞳９の光を自身の瞳に入射させて映像を観察することになる。
【００２０】
光を一方向に集光する光学素子１３は、例えば、３Ｍ社製のＢＥＦを使用することができ、ここでは、バックライト１２から放射された光をｙ方向に集光し、ｘ方向には殆ど影響を及ぼさないように配置されている。即ち、図２に示すように、バックライト１２の１点から放射された光は光学素子１３によってｙ方向に集光されてＬＣＤ１１を照射する。
【００２１】
従って、所定の角度で拡散するバックライト１２からの光は、ｘ方向とｙ方向とで光強度の分布が異なる。即ち、ｙ方向には集光するので明るく、ｘ方向には大きな光学瞳９となるので観察者は映像を観察しやすくなる。
【００２２】
ここで、映像中心光束の光学瞳９中心におけるｘ方向とｙ方向との光強度分布断面を図３に示す。図３において、横軸は光学瞳面内での位置座標、縦軸は光強度を示している。また、ｘ方向での光強度分布Ｗｘとｙ方向での光強度分布Ｗｙとを重ねて示している。ｘ方向での光強度分布ＷｘはＸの範囲で０．８以上の強度であり、ｙ方向での光強度分布ＷｙはＹの範囲で０．８以上の強度である。本第１実施形態において、Ｘは１２ｍｍとし、Ｙは４ｍｍとした。
【００２３】
なお、人の目では、通常、２倍程度の強度差がある場合に明るさの変化が分かるため、０．８〜１．０の強度差は明るさむらとして許容できる範囲内である。
【００２４】
（第２実施形態、図４、図５参照）
図４及び図５に本発明の第２実施形態である映像表示装置の概略構成を示す。図４はｙ方向の平面上での光路を示し、図５はｘ方向の平面上での展開した光路を示す。
【００２５】
この映像表示装置は、表示手段１００と反射型のホログラム素子１０３とで構成されている。表示手段１００は、透過型のＬＣＤ１１１と、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）１１２と、光を一方向に集光するシリンダレンズ１１３と、光を一方向に拡散する一方向拡散板１１４とで構成されている。
【００２６】
ＬＥＤ１１２から放射された光は、一方向拡散板１１４を透過した後、シリンダレンズ１１３でｙ方向に集光され、ＬＣＤ１１１を画像データに基づいて駆動することにより変調され、映像を表示する。
【００２７】
ホログラム素子１０３は、体積位相型であって、透明基板１０２上に支持されている。表示手段１００からの映像光はホログラム素子１０３によって回折され、虚像として光学瞳１０９に導かれる。観察者は光学瞳１０９の光を自身の瞳に入射させて映像を観察することになる。
【００２８】
一方向拡散板１１４はＬＥＤ１１２から放射された光をｘ方向に拡散し、ｙ方向には殆ど拡散しない。シリンダレンズ１１３は、ＬＥＤ１１２から放射されて一方向拡散板１１４を透過した光をｙ方向に集光し、ｘ方向には殆ど影響を及ぼさない。従って、所定の角度で拡散するＬＥＤ１１２からの光は、ｘ方向とｙ方向とで光強度の分布が異なる。即ち、ｙ方向には集光するので明るく、ｘ方向には大きな光学瞳１０９となるので観察者は映像を観察しやすくなる。
【００２９】
ところで、ＬＥＤ１１２と光学瞳１０９とはｙ方向でほぼ共役な関係になるように配置されている。従って、ｙ方向において、光学瞳１０９はＬＥＤ１１２の発光面の大きさ０．３ｍｍが光学系の像倍率である８倍に拡大され、さらに、一方向拡散板１１４による０．５°の拡散と、ＬＣＤ１１１による１°の拡散によって少し大きくなる。光学瞳１０９の大きさはＹ＝３ｍｍとして設定している。
【００３０】
また、ＬＥＤ１１２はレンズ付きであり、９０°の小さな放射角に設定しているので、光学瞳１０９に利用されない無駄な光が少なく、効率よく明るい映像が観察できる。
【００３１】
さらに、ＬＥＤ１１２は発光ピーク波長が５５０ｎｍのものを用いており、ホログラム素子１０３は回折効率ピーク及び半値で５５０ｎｍ±１０ｎｍの波長の光を回折するように作製されている。ホログラム素子は特定入射角の特定波長の光のみを回折するので、外界光Ａには殆ど影響せず、外界光Ａを透過させる。そのため、観察者は通常どおりの外界を見ることができる。
【００３２】
次に、一方向拡散板１１４の機能について図５を参照して説明する。一方向拡散板１１４はＬＥＤ１１２の０．３ｍｍの発光面から放射された光をｘ方向に４０°拡散する。シリンダレンズ１１３はｘ方向には殆ど影響を及ぼさない。また、拡散板１１４はＬＥＤ１１２側の面を光学的に平坦な面とし、シリンダレンズ１１３側の面を凹凸による拡散面としている。
【００３３】
つまり、ＬＥＤ１１２からの発散光が平坦面で屈折されて僅かに集光された状態で拡散されるので、集光状態が少し保存される。従って、拡散板１１４は凸レンズの機能を若干有し、光学瞳１０９に必要な方向の光として若干屈折する。本第２実施形態では、光学瞳１０９のｙ方向の大きさＹは３ｍｍとしている。光学瞳１０９のｘ方向の大きさＸは１０ｍｍとしている。
【００３４】
人の瞳の大きさはほぼ３ｍｍであり、本第２実施形態では、光学瞳１０９のｘ方向の大きさを１０ｍｍとすることで映像が観察しやすくなり、かつ、ｙ方向の大きさを人の瞳とほぼ同じ３ｍｍに集光するようにしたので、無駄なく明るい映像を観察可能である。
【００３５】
また、ホログラム素子１０３上において光軸Ｐの入射面に平行な方向（ｙ方向）の光学瞳１０９を小さくし、光軸Ｐの入射面に垂直な方向（ｘ方向）の光学瞳１０９を大きくしている。換言すれば、ホログラム素子１０３の光軸Ｐの入射面において、光軸Ｐの入射面に平行な方向の開口数ＮＡｙ（図４参照）を小さくし、光軸Ｐの入射面に垂直な方向の開口数ＮＡｘ（図５参照）を大きくしたため、色分散の影響を受けにくく、回折により発生する色収差が小さくなり、色むらが少なく解像度の高い高画質の映像を観察できる。
【００３６】
ところで、本明細書において、光軸Ｐとは、映像中心と光学瞳中心とを光学的に結ぶ線であると定義する。
【００３７】
ここで、ホログラム素子における入射角と波長及び色分散との関係について説明する。ホログラム素子の縞に入射角θで入射する光Ｒａと、光Ｒａに対し角度ずれΔθをもつ光Ｒｂとを考える。ただし、θは０ではない。光Ｒｂが光Ｒａの入射面に平行な面内で入射する場合、光Ｒｂの入射角はθ±Δθとなり（符号は、光Ｒｂの角度ずれの方向によって異なる）、角度ずれがそのまま光Ｒａと光Ｒｂとの入射角の差異となる。一方、光Ｒｂが光Ｒａの入射面に垂直な面内で入射する場合、光Ｒａの入射面に平行な面内で入射する場合よりも入射角θとのずれは小さい。
【００３８】
ホログラム素子は、入射角度によって回折波長が変化する、角度選択性を持つ素子であり、色分散も有する。したがって、光Ｒａに対する回折縞を持つホログラム素子では、光Ｒａの入射面に平行な方向に入射角度がずれるよりも、光Ｒａの入射面に垂直な方向にずれる方が角度選択性が低く、かつ、色分散の影響も小さい。
【００３９】
図４に示したホログラム素子１０３において、光軸Ｐの入射面に平行な方向（ｙ方向）は角度選択性が高く、光軸Ｐの入射面に垂直な方向（ｘ方向）には角度選択性が低い。従って、光軸Ｐの入射面に平行な方向に開口数を小さくすることで、ホログラム素子１０３に入射する光の角度の差異を小さくすることができ、ホログラム素子１０３の波長変化及び色分散によって生じる色むらを小さくすることができる。また、光軸Ｐの入射面に垂直な方向に開口数を大きくしても、ホログラム素子１０３へ入射する光に入射角の差異は小さいので、ホログラム素子の色分散の影響が少なく色むらは悪化しない。なお、光軸Ｐの入射面上にない光、例えば、ＬＣＤ１１１の四隅から出力される光に対しては、入射面が光軸Ｐの入射面と異なるが、前述のように光軸Ｐの入射面に垂直な方向の光に対しては波長変化及び色分散の影響は少ないため、色むらの発生はほとんどない。
【００４０】
（第３実施形態、図６〜図８参照）
図６及び図７に本発明の第３実施形態である映像表示装置の概略構成を示す。図６はｙ方向の平面上での光路を示し、図７はｘ方向の平面上での展開した光路を示す。
【００４１】
この映像表示装置は、表示手段２００とプリズム２０２，２０３と反射型のホログラム素子２０４とで構成されている。表示手段２００は、透過型のＬＣＤ２１１と、ＬＥＤ２１２と、集光レンズ２１３と、光を一方向に拡散する一方向拡散板２１４とで構成されている。
【００４２】
ＬＥＤ２１２から放射された光は、一方向拡散板２１４を透過した後、集光レンズ２１３でｘ方向及びｙ方向に集光され、ＬＣＤ２１１を照明する。ＬＣＤ２１１は画像データに基づいて駆動されることにより照明光を変調し、映像を表示する。
【００４３】
ホログラム素子２０４は、体積位相型であって、プリズム２０２，２０３の界面に支持されている。表示手段２００からの映像光はプリズム２０２に入射してその内部で３回全反射した後、ホログラム素子２０４によって回折され、虚像として光学瞳２０９に導かれる。観察者は光学瞳２０９の光を自身の瞳に入射させて映像を観察することになる。また、プリズム２０３は、プリズム２０２のくさび形状での屈折をキャンセルしている。プリズム２０２，２０３、ホログラム素子２０４は外界光Ａを歪みなく透過させ、観察者は外界光ＡとＬＣＤ２１１に表示された映像を同時に観察できる。
【００４４】
一方向拡散板２１４はＬＥＤ２１２から放射された光をｘ方向に拡散し、ｙ方向には殆ど拡散しない。集光レンズ２１３は、ＬＥＤ２１２から放射されて一方向拡散板２１４を透過した光をｘ方向及びｙ方向に集光する。従って、所定の角度で拡散するＬＥＤ２１２からの光は、ｘ方向とｙ方向とで光強度の分布が異なる。即ち、ｙ方向には集光するので明るく、ｘ方向には大きな光学瞳２０９となるので観察者は映像を観察しやすくなる。
【００４５】
ところで、ＬＥＤ２１２と光学瞳２０９とはｙ方向でほぼ共役な関係になるように配置されている。従って、ｙ方向において、光学瞳２０９はＬＥＤ２１２の発光面の大きさ０．３ｍｍが光学系の像倍率である３倍に拡大され、さらに、一方向拡散板２１４による０．５°の拡散と、ＬＣＤ２１１による１°の拡散によって少し大きくなる。光学瞳２０９の大きさはＹ＝２ｍｍとして設定している。
【００４６】
また、図７に示すように、ＬＥＤ２１２には、発光ピーク波長を図１３に示す６３５ｎｍ、５２０ｎｍ、４６５ｎｍのＬＥＤ２１２Ｒ，ＬＥＤ２１２Ｇ，ＬＥＤ２１２ＢのＲＧＢ一体型のものを用いている。ホログラム素子２０４は、図１４に示すように回折効率ピーク及び半値で６３５±１０ｎｍ、５２０±１０ｎｍ、４６５ｎｍ±１０ｎｍの波長の光を回折するように作製されている。本実施例ではＬＥＤのピーク波長とホログラム素子のピーク波長を一致させて明るい映像としたが、暗くても良い。あるいはある程度の明るさを確保できる場合は必ずしも一致させる必要はない。
【００４７】
ホログラム素子は特定入射角の特定波長の光のみを回折するので、外界光Ａには殆ど影響せず、外界光Ａをプリズム２０２，２０３及びホログラム素子２０４を透過させる。そのため、観察者は通常どおりの外界を見ることができる。
【００４８】
本第３実施形態では、映像光をプリズム２０２内で反射させて観察者の瞳に導く構成としたので、プリズム２０２，２０３を通常の眼鏡レンズと同程度に薄く（例えば、３ｍｍ程度）することができ、小型軽量となる。
【００４９】
次に、一方向拡散板２１４の機能及びＬＥＤ２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂの配置について図７を参照して説明する。一方向拡散板２１４はｘ方向に配置されたＬＥＤ２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂの各発光面から放射された光をｘ方向に２０°拡散する。また、拡散板２１４はＬＥＤ２１２側の面を光学的に平坦な面とし、集光レンズ２１３側の面を凹凸による拡散面としている。
【００５０】
つまり、ＬＥＤ２１２からの発散光が平坦面で屈折されて僅かに集光された状態で拡散されるので、集光状態が少し保存される。従って、拡散板２１４は凸レンズの機能を若干有し、光学瞳２０９に必要な方向の光として若干屈折する。本第３実施形態では、光学瞳２０９のｙ方向の大きさＹは２ｍｍとしている。光学瞳２０９のｘ方向の大きさＸは６ｍｍとしている。
【００５１】
前述の如く、人の瞳の大きさはほぼ３ｍｍであり、本第３実施形態では、光学瞳２０９のｘ方向の大きさを６ｍｍとすることで映像が観察しやすくなり、かつ、ｙ方向の大きさを人の瞳より小さい２ｍｍに集光するようにしたので、無駄なく明るい映像を観察可能である。
【００５２】
また、各ＬＥＤ２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂの発光面をｘ方向に配置しているため、集光して小さな光学瞳でありながらＲＧＢ各色のｙ方向での光学瞳位置を一致させることができ、さらにｘ方向は拡散が大きいので光学瞳２０９上での各色の強度差が小さくなり、光学瞳の色むらを少なくすることができる。
【００５３】
さらに、ホログラム素子２０４上において光軸Ｐの入射面に平行な方向（ｙ方向）の光学瞳２０９を小さくし、光軸Ｐの入射面に垂直な方向（ｘ方向）の光学瞳２０９を大きくしている。換言すれば、ホログラム素子２０４の光軸Ｐの入射面において、光軸Ｐの入射面に平行な方向の開口数ＮＡｙ（図６参照）を小さくし、光軸Ｐの入射面に垂直な方向の開口数ＮＡｘ（図７参照）を大きくしたため、色分散の影響を受けにくく、回折により発生する色収差が小さくなり、色むらが少なく解像度の高い高画質の映像を観察できる。その理由は、前記第２実施形態で図５を参照して説明したとおりである。
【００５４】
ここで、本第３実施形態における映像中心光束の光学瞳２０９中心におけるｘ方向とｙ方向との光強度分布断面を図８に示す。図８において、横軸は光学瞳面内での位置座標、縦軸は光強度を示している。また、ｘ方向での光強度分布Ｗｘとｙ方向での光強度分布Ｒｙ，Ｇｙ，Ｂｙとを重ねて示している。ｘ方向は色分散の影響が小さいので各色の光強度分布Ｗｘは殆ど一様で、Ｘの範囲で０．８以上の強度である。ｙ方向は色分散の影響が大きいので各色で僅かにずれているが、光学瞳２０９の大きさを人の瞳より小さい２ｍｍとしたので、瞳内に強度の高い光が入射し、色むらを感じにくい。ｘ方向の大きさＸ₂は６ｍｍ、ｙ方向の大きさＹ₂は２ｍｍである。
【００５５】
（第４実施形態、図９、図１０参照）
図９に本発明の第４実施形態である映像表示装置の概略構成を示す。図９はｘ方向の平面上での展開した光路を示し、ｙ方向の平面上での光路は第３実施形態である図６と同様である。
【００５６】
即ち、本第４実施形態は、光源として２個のＬＥＤ２１２−１，２１２−２を設けたものであり、他の構成は前記第３実施形態と同じである。従って、図９において図６と共通する部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５７】
各ＬＥＤ２１２−１，２１２−２は、発光ピーク波長が６３５ｎｍのＬＥＤ２１２Ｒ１，２１２Ｒ２を光軸Ｐの中心側に配置し、発光ピーク波長５２０ｎｍのＬＥＤ２１２Ｇ１，２１２Ｇ２及び発光ピーク波長４６５ｎｍの２１２Ｂ１，２１２Ｂ２を光軸Ｐの中心から離れる側に配置している。複数のＬＥＤをｘ方向に配置しているため、集光して小さな光学瞳でありながら同一波長およびＲＧＢ各色のｙ方向の光学瞳位置を一致させることができ明るく、ｙ方向の光学瞳の色むらを少なくすることができる。
【００５８】
一方、ホログラム素子２０４は、４６５ｎｍ±１０ｎｍ、５２０ｎｍ±１０ｎｍ、６３５ｎｍ±１０ｎｍの波長の映像光を回折するように作製している。各色でホログラムの半値幅はほぼ同じなので、波長の長い光ほど角度選択性が大きい。従って、ＬＥＤの各色の波長幅が同じ場合には、ホログラム素子２０４により回折されてできる光学瞳２０９の大きさが、波長が長いほど小さい。
【００５９】
ところで、ＬＥＤ２１２−１，２１２−２と光学瞳２０９とはｙ方向でほぼ共役な関係になるように配置されている。ＬＥＤ２１２−１，２１２−２は垂直方向の強度が強く、周囲ほど強度が弱い。従って、ｘ方向では一方向拡散板２１４により拡散されるのでＬＥＤ２１２−１，２１２−２と光学瞳２０９は共役な関係にはないが、光学瞳２０９の最も強度の強い位置はＬＥＤ２１２−１，２１２−２の共役な位置にほぼ同じである。
【００６０】
つまり、光学瞳が小さい波長の瞳中心を光学瞳２０９の中心側に、光学瞳が大きい波長の瞳中心を光学瞳２０９の外側に配置しているので、光学瞳２０９内での各色の強度差を小さくすることができ、色むらの小さい映像を観察できる。この点は図１０を参照して以下に説明する。
【００６１】
また、ＬＥＤ２１２−１，２１２−２はＲＧＢの発光面を拡散が大きいｘ方向に並べているので、光学瞳２０９上での各色の強度差が小さくなり、さらに、色むらを小さくできる。
【００６２】
本第４実施形態における映像中心光束の光学瞳２０９中心におけるｘ方向の光強度分布断面を図１０に示す。図１０において、横軸は光学瞳面内での位置座標、縦軸は光強度を示している。また、光強度分布Ｂ１，Ｂ２はＬＥＤ２１２Ｂ１，２１２Ｂ２に対応し、光強度分布Ｒ１，Ｒ２はＬＥＤ２１２Ｒ１，２１２Ｒ２に対応し、光強度分布Ｇ１，Ｇ２はＬＥＤ２１２Ｇ１，２１２Ｇ２に対応している。
【００６３】
光学瞳２０９は波長が長いほど小さいので光学瞳面での位置により強度差が大きい。一方、波長が短いほど強度差が位置により小さい。また、波長の長い光を放射するＬＥＤほど光軸中心側に配置しているので強度が高い位置が光学瞳２０９の中心に近く、短い波長ほど周囲に強度の高い位置がある。従って、各色の強度差が小さくなっている。
【００６４】
（頭部装着型映像表示装置の第１例、図１１参照）
図１１に頭部装着型のシースルー映像表示装置３を示す。この映像表示装置３は、前記第３実施形態を適用したもので、それゆえ、図１１では図６と同じ部材に同じ符号が付されている。
【００６５】
映像表示装置３は、概略、表示手段２００、プリズム２０２，２０３，２０５、テンプル５Ｒ，５Ｌ、ブリッジ６、鼻当て７Ｒ，７Ｌにて構成されており、眼鏡と同様にして人の頭部に装着可能である。
【００６６】
プリズム２０２，２０３，２０５は、眼前に配置されて外光が透過することにより外界を透視することができると共に、一方のプリズム２０２，２０３には前記表示手段２００によって虚像として表示された映像を外界像と重ねて観察することができる。表示手段２００は映像信号出力部及び電源とケーブル２０６によって接続されている。
【００６７】
（頭部装着型映像表示装置の第２例、図１２参照）
図１２に頭部装着型のシースルー映像表示装置４を示す。この映像表示装置４は、前記映像表示装置３と基本的に同じ構造を備え、異なるのは、プリズム２０２，２０３が矯正眼鏡レンズを兼用している点と、表示手段２００を両眼に備えている点である。図１２において、図１１と同じ部材は同じ符号を付し、かつ、左右の部材にはそれぞれＬ，Ｒを付して区別している。
【００６８】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る映像表示装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である映像表示装置であって、（Ａ）はｙ方向の平面上での光路を示し、（Ｂ）はｘ方向の平面上での光路を示している。
【図２】前記第１実施形態の要部を示す平面図である。
【図３】前記第１実施形態での光学瞳における光強度分布断面を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態である映像表示装置であって、ｙ方向の平面上での光路を示している。
【図５】前記第２実施形態である映像表示装置であって、ｘ方向の平面上での光路を示している。
【図６】本発明の第３実施形態である映像表示装置であって、ｙ方向の平面上での光路を示している。
【図７】前記第３実施形態である映像表示装置であって、ｘ方向の平面上での光路を示している。
【図８】前記第３実施形態での光学瞳における光強度分布断面を示すグラフである。
【図９】本発明の第４実施形態である映像表示装置であって、ｘ方向の平面上での光路を示している。
【図１０】前記第４実施形態での光学瞳における光強度分布断面を示すグラフである。
【図１１】前記第３実施形態を適用した頭部装着型のシースルー映像表示装置の第１例を示す斜視図である。
【図１２】前記第３実施形態を適用した頭部装着型のシースルー映像表示装置の第２例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態での、ＬＥＤの分光強度分布を示すグラフである。
【図１４】ホログラム素子の、波長と回折効率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１００，２００…表示手段
２…接眼レンズ
１１，１１１，２１１…ＬＣＤ
９、１０９，２０９…光学瞳
１２，１１２，２１２…ＬＥＤ
２０４…ホログラム素子
３，４…シースルー映像表示装置

Claims

映像を表示する表示手段と、該表示手段を照明する光源と、該光源より放射された光を一方向に集光して前記表示手段に入射させる光学手段と、前記表示手段により表示された映像を虚像として観察者の瞳に導く接眼光学系と、を備え、
前記接眼光学系の光学瞳は該光学瞳の面内で互いに直交する方向により異なるサイズを有し、前記光学手段の集光方向に短く、該集光方向に対して直交する方向に長く、
前記光源より放射される光が前記光学手段で一方向に集光されることにより、集光方向の光強度が前記光学瞳の中心から周辺に向かって単調に減少し、かつ、前記光学瞳の中心から所定距離離れた位置において集光方向の光強度が該集光方向に対して直交する方向の光強度よりも弱くなるような光強度分布を有すること、
を特徴とする映像表示装置。
前記接眼光学系の光学瞳は、前記光学手段の集光方向に３ｍｍ以下で、該集光方向に対して直交する方向に３ｍｍを超えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
前記光学手段が平行プリズムアレイシートからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
前記光学手段がシリンダレンズを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
前記光学手段が集光レンズと一方向拡散板とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
前記光学手段が一方向拡散板を含み、
前記光源が発光ピーク波長が異なる複数のＬＥＤから構成され、該複数のＬＥＤの配置方向は前記一方向拡散板の拡散方向と略一致すること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
前記光源が発光ピーク波長の異なる複数のＬＥＤから一体的に構成したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の映像表示装置。
前記光源が発光ピーク波長の異なる複数のＬＥＤから構成され、該複数のＬＥＤの配置方向は前記光学手段の集光方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の映像表示装置。
前記光源は、前記光学手段の集光方向において、前記光学瞳と共役な関係になるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の映像表示装置。
頭部装着手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の映像表示装置。
前記表示手段を両眼に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の映像表示装置。