JPH0651264A - 頭部装着型映像表示装置 - Google Patents
頭部装着型映像表示装置Info
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- JPH0651264A JPH0651264A JP4208018A JP20801892A JPH0651264A JP H0651264 A JPH0651264 A JP H0651264A JP 4208018 A JP4208018 A JP 4208018A JP 20801892 A JP20801892 A JP 20801892A JP H0651264 A JPH0651264 A JP H0651264A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外界像との合成光学系による液晶表示素子か
らの光の反射率を向上させて、明るい電子像を表示する
頭部装着型映像表示装置。 【構成】 液晶表示素子１からの光は、Ｓ偏光に偏光し
ており、この光は、レンズ８を経て偏光性干渉フィルタ
ー２３に入射し、全てその面で反射され、眼４に入射す
る。また、外界光５は自然偏光であるため、その中のＰ
成分のみが透過し、眼４に達する。したがって、外界光
５の一部と液晶表示素子１の電子像は、偏光性干渉フィ
ルター２３で重なって眼４に入射し、明るい電子像が観
察される。
らの光の反射率を向上させて、明るい電子像を表示する
頭部装着型映像表示装置。 【構成】 液晶表示素子１からの光は、Ｓ偏光に偏光し
ており、この光は、レンズ８を経て偏光性干渉フィルタ
ー２３に入射し、全てその面で反射され、眼４に入射す
る。また、外界光５は自然偏光であるため、その中のＰ
成分のみが透過し、眼４に達する。したがって、外界光
５の一部と液晶表示素子１の電子像は、偏光性干渉フィ
ルター２３で重なって眼４に入射し、明るい電子像が観
察される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポータブル型映像表示
装置に関し、特に、観察者の頭部に保持するシースルー
型の頭部装着型映像表示装置に関する。
装置に関し、特に、観察者の頭部に保持するシースルー
型の頭部装着型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シースルー型の頭部装着型映像表
示装置として、ハーフミラーによって電子像と外界像を
合成するか、何れか一方を選択して表示するものが知ら
れている（例えば、特開平４−１７１７号）。その典型
的な構成は、図６に平面図を示すように、液晶表示素子
１によって表示された電子像の光を凹面鏡等からなるハ
ーフミラー２により反射して観察者頭部３の眼球４へ導
くと共に、外界像の光５をハーフミラー２を通して眼球
４へ導いて、両者を合成等して表示するものである。
示装置として、ハーフミラーによって電子像と外界像を
合成するか、何れか一方を選択して表示するものが知ら
れている（例えば、特開平４−１７１７号）。その典型
的な構成は、図６に平面図を示すように、液晶表示素子
１によって表示された電子像の光を凹面鏡等からなるハ
ーフミラー２により反射して観察者頭部３の眼球４へ導
くと共に、外界像の光５をハーフミラー２を通して眼球
４へ導いて、両者を合成等して表示するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにハーフミラー２によって電子像と外界像を合成等す
る場合、液晶表示素子１によって表示された電子像の光
の中、約半分は透過光６となり、残りの約半分しかハー
フミラー２を反射せず、眼球４に達する電子像は暗くな
って見にくいという欠点があった。
うにハーフミラー２によって電子像と外界像を合成等す
る場合、液晶表示素子１によって表示された電子像の光
の中、約半分は透過光６となり、残りの約半分しかハー
フミラー２を反射せず、眼球４に達する電子像は暗くな
って見にくいという欠点があった。
【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、合成光学系を用いて液晶表示
素子からの電子像と外界像とを合成する頭部装着型映像
表示装置において、合成光学系による液晶表示素子から
の光の反射率を向上させて、明るい電子像を表示するこ
とができるようにすることである。
ものであり、その目的は、合成光学系を用いて液晶表示
素子からの電子像と外界像とを合成する頭部装着型映像
表示装置において、合成光学系による液晶表示素子から
の光の反射率を向上させて、明るい電子像を表示するこ
とができるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の頭部装着型映像表示装置は、映像を表示する液晶表
示素子と、前記液晶表示素子からの映像と外界像とを合
成する合成光学系を有する頭部装着型映像表示装置にお
いて、前記合成光学系が、前記液晶表示素子からの特定
の偏光方向の光に対して偏光反射特性を持つように構成
されていることを特徴とするものである。
明の頭部装着型映像表示装置は、映像を表示する液晶表
示素子と、前記液晶表示素子からの映像と外界像とを合
成する合成光学系を有する頭部装着型映像表示装置にお
いて、前記合成光学系が、前記液晶表示素子からの特定
の偏光方向の光に対して偏光反射特性を持つように構成
されていることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明においては、合成光学系が、液晶表示素
子からの特定の偏光方向の光に対して偏光反射特性を持
つように構成されているので、この合成光学系は液晶表
示素子から発せられる偏光した光を殆ど反射するため、
観察者は、液晶表示素子からの明るい電子像を見ること
ができる。
子からの特定の偏光方向の光に対して偏光反射特性を持
つように構成されているので、この合成光学系は液晶表
示素子から発せられる偏光した光を殆ど反射するため、
観察者は、液晶表示素子からの明るい電子像を見ること
ができる。
【０００７】この場合、合成光学系系として、公知の何
れの偏光ビームスプリッターも用いることができるが、
特に、偏光性干渉フィルターを用いると、頭部装着型映
像表示装置を軽量でコンパクトに構成することができ、
好ましい。
れの偏光ビームスプリッターも用いることができるが、
特に、偏光性干渉フィルターを用いると、頭部装着型映
像表示装置を軽量でコンパクトに構成することができ、
好ましい。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の原理と実施例について図面を
参照にして説明する。液晶表示素子から出る光は、通常
特定方向に直線偏光している。液晶表示素子の１例を図
５に図示する。これは、高解像アクティブマトリックス
型液晶表示素子の構成の１例を示すもので、簡単に説明
すると、液晶１０が２枚のガラス基板１１、１２の間に
封入されており、一方の基板１１の内面にはカラーフィ
ルター層１３と共通電極１４が、他方の基板１２の内面
にはデータ線１５と走査線１６がマトリックス状に配置
され、それらの交点にＴＦＴ（薄膜トランジスター）１
７と透明駆動電極１８が接続されており、両基板１１、
１２の外側には相互に直交する偏光板１９、２０が配置
された構造になっている。駆動電極１８と共通電極１４
の間に電圧が印加されていない場合、偏光板２０を通過
した直線偏光は、その部分の例えばＴＮモード液晶１０
により偏光方向が９０°回転され、他方の偏光板１９を
通過するが、両電極１８、１４間に電圧が印加される
と、液晶１０は旋光性を失い、偏光面が回転せず、他方
の偏光板１９でブロックされて通過できない。したがっ
て、このような液晶表示素子の表示像は特定方向に直線
偏光している。そのため、このような光と外界光を合成
する合成光学系として、例えば偏光性干渉フィルターを
用いる。これは、斜め入射の干渉フィルターからなる偏
光子の一種で、例えばＳ偏光は１００％反射し、Ｐ偏光
は１００％透過させるものである。このような合成光学
系を用いると、液晶表示素子から発せられる光の偏光を
全て反射させるよう設計でき、電子像の殆どが観察者の
眼に入射し、明るい像を表示することができる。
参照にして説明する。液晶表示素子から出る光は、通常
特定方向に直線偏光している。液晶表示素子の１例を図
５に図示する。これは、高解像アクティブマトリックス
型液晶表示素子の構成の１例を示すもので、簡単に説明
すると、液晶１０が２枚のガラス基板１１、１２の間に
封入されており、一方の基板１１の内面にはカラーフィ
ルター層１３と共通電極１４が、他方の基板１２の内面
にはデータ線１５と走査線１６がマトリックス状に配置
され、それらの交点にＴＦＴ（薄膜トランジスター）１
７と透明駆動電極１８が接続されており、両基板１１、
１２の外側には相互に直交する偏光板１９、２０が配置
された構造になっている。駆動電極１８と共通電極１４
の間に電圧が印加されていない場合、偏光板２０を通過
した直線偏光は、その部分の例えばＴＮモード液晶１０
により偏光方向が９０°回転され、他方の偏光板１９を
通過するが、両電極１８、１４間に電圧が印加される
と、液晶１０は旋光性を失い、偏光面が回転せず、他方
の偏光板１９でブロックされて通過できない。したがっ
て、このような液晶表示素子の表示像は特定方向に直線
偏光している。そのため、このような光と外界光を合成
する合成光学系として、例えば偏光性干渉フィルターを
用いる。これは、斜め入射の干渉フィルターからなる偏
光子の一種で、例えばＳ偏光は１００％反射し、Ｐ偏光
は１００％透過させるものである。このような合成光学
系を用いると、液晶表示素子から発せられる光の偏光を
全て反射させるよう設計でき、電子像の殆どが観察者の
眼に入射し、明るい像を表示することができる。
【０００９】その第１の実施例を図１を参照にして説明
する。従来のハーフミラーの代わりに用いられる偏光性
干渉フィルター２３は、ガラス２１表面に設けられた誘
電体多層膜の干渉フィルター２２からなり、この場合、
Ｓ偏光を全て反射し、Ｐ偏光を通過するように構成され
ている。光源９からの光はレンズ７により平行にされ、
図５に例示したような液晶表示素子１を照明する。この
液晶表示素子１からの光は、この場合、紙面に垂直なＳ
偏光に偏光している。この光は、レンズ８を経て偏光性
干渉フィルター２３に入射し、全てその面で反射され、
眼４に入射する。また、外界光５に関しては、自然偏光
であるため、その中のＰ成分のみが透過し、眼４に達す
る。したがって、外界光５の一部と液晶表示素子１の電
子像は、偏光性干渉フィルター２３で重なって眼４に入
射し、明るい電子像が観察される。このように、合成光
学系として、偏光性干渉フィルター２３を用いることに
よって、電子像を明るくすることができる。
する。従来のハーフミラーの代わりに用いられる偏光性
干渉フィルター２３は、ガラス２１表面に設けられた誘
電体多層膜の干渉フィルター２２からなり、この場合、
Ｓ偏光を全て反射し、Ｐ偏光を通過するように構成され
ている。光源９からの光はレンズ７により平行にされ、
図５に例示したような液晶表示素子１を照明する。この
液晶表示素子１からの光は、この場合、紙面に垂直なＳ
偏光に偏光している。この光は、レンズ８を経て偏光性
干渉フィルター２３に入射し、全てその面で反射され、
眼４に入射する。また、外界光５に関しては、自然偏光
であるため、その中のＰ成分のみが透過し、眼４に達す
る。したがって、外界光５の一部と液晶表示素子１の電
子像は、偏光性干渉フィルター２３で重なって眼４に入
射し、明るい電子像が観察される。このように、合成光
学系として、偏光性干渉フィルター２３を用いることに
よって、電子像を明るくすることができる。
【００１０】次に、図２に第２の実施例の構成を示す。
この実施例では、図１の偏光性干渉フィルター２３の外
界光入射側に、偏光板２４と偏光回転子２６を設け、偏
光回転子２６にそのドライバー２５を付属させて、外界
光５を制御するようにした例である。この例でも、偏光
性干渉フィルター２３は、Ｓ偏光を全て反射し、Ｐ偏光
を全て通過するように構成されている。したがって、液
晶表示素子１からの光は、第１実施例と同様に、全て偏
光性干渉フィルター２３で反射して眼４に達する。外界
光５については、図３（ａ）と（ｂ）を用いて説明す
る。外界からの光５は、まず、Ｐ偏光だけ透過するよう
設定された偏光板２４に入射する。この偏光板２４を透
過した光（Ｐ偏光）は、次に、偏光回転子２６に入射す
る。この偏光回転子２６は、入射光の偏光方向を９０°
変えることができるもので、液晶や電気光学効果を持つ
結晶を利用することができる。いま、同図（ａ）のよう
に、ドライバー２５からの駆動をＯＦＦにして、偏光回
転子２６の偏光方向回転能力を切り、Ｐ偏光をそのまま
透過させるようにすると、偏光性干渉フィルター２３に
入射する光はＰ偏光であるので、偏光性干渉フィルター
２３透過して、眼４に外界光５が見える。一方、同図
（ｂ）のように、偏光回転子２６をＯＮにすると、入射
したＰ偏光はＳ偏光に変換され、偏光性干渉フィルター
２３で反射されて、外界光５は眼４に達しない。したが
って、この実施例においては、偏光回転子２６をＯＮ・
ＯＦＦ制御することで、外界像の観察を選択的に行うこ
とができる。
この実施例では、図１の偏光性干渉フィルター２３の外
界光入射側に、偏光板２４と偏光回転子２６を設け、偏
光回転子２６にそのドライバー２５を付属させて、外界
光５を制御するようにした例である。この例でも、偏光
性干渉フィルター２３は、Ｓ偏光を全て反射し、Ｐ偏光
を全て通過するように構成されている。したがって、液
晶表示素子１からの光は、第１実施例と同様に、全て偏
光性干渉フィルター２３で反射して眼４に達する。外界
光５については、図３（ａ）と（ｂ）を用いて説明す
る。外界からの光５は、まず、Ｐ偏光だけ透過するよう
設定された偏光板２４に入射する。この偏光板２４を透
過した光（Ｐ偏光）は、次に、偏光回転子２６に入射す
る。この偏光回転子２６は、入射光の偏光方向を９０°
変えることができるもので、液晶や電気光学効果を持つ
結晶を利用することができる。いま、同図（ａ）のよう
に、ドライバー２５からの駆動をＯＦＦにして、偏光回
転子２６の偏光方向回転能力を切り、Ｐ偏光をそのまま
透過させるようにすると、偏光性干渉フィルター２３に
入射する光はＰ偏光であるので、偏光性干渉フィルター
２３透過して、眼４に外界光５が見える。一方、同図
（ｂ）のように、偏光回転子２６をＯＮにすると、入射
したＰ偏光はＳ偏光に変換され、偏光性干渉フィルター
２３で反射されて、外界光５は眼４に達しない。したが
って、この実施例においては、偏光回転子２６をＯＮ・
ＯＦＦ制御することで、外界像の観察を選択的に行うこ
とができる。
【００１１】次に、図４に第３実施例の構成を示す。第
１実施例、第２実施例においては、頭部装着型映像表示
装置の眼球直前に位置する凹面鏡を合成光学系とする例
であったが、接眼光学系の凹面鏡を全反射鏡で構成し、
合成光学系を別の位置の平面光学素子で構成することも
できる。その例がこの実施例であり、図４において、外
界からの光５を眼４に導くために、凸面鏡２７と眼球直
前に配置した凹面鏡２８を用いる。そして、液晶表示素
子１からの電子像を外界光と合成する偏光性干渉フィル
ター２３を凸面鏡２７と凹面鏡２８の間の光路中に配置
し、偏光性干渉フィルター２３で反射された液晶表示素
子１からの光は、凹面鏡２８で反射されて眼４に達す
る。この実施例も第１実施例と同様に、明るい電子像が
観察できる。また、第２実施例のように、偏光性干渉フ
ィルター２３の前又は凸面鏡２７の前に偏光板２４と偏
光回転子２６を配置することにより、外界像の観察を選
択的に行うことができる。
１実施例、第２実施例においては、頭部装着型映像表示
装置の眼球直前に位置する凹面鏡を合成光学系とする例
であったが、接眼光学系の凹面鏡を全反射鏡で構成し、
合成光学系を別の位置の平面光学素子で構成することも
できる。その例がこの実施例であり、図４において、外
界からの光５を眼４に導くために、凸面鏡２７と眼球直
前に配置した凹面鏡２８を用いる。そして、液晶表示素
子１からの電子像を外界光と合成する偏光性干渉フィル
ター２３を凸面鏡２７と凹面鏡２８の間の光路中に配置
し、偏光性干渉フィルター２３で反射された液晶表示素
子１からの光は、凹面鏡２８で反射されて眼４に達す
る。この実施例も第１実施例と同様に、明るい電子像が
観察できる。また、第２実施例のように、偏光性干渉フ
ィルター２３の前又は凸面鏡２７の前に偏光板２４と偏
光回転子２６を配置することにより、外界像の観察を選
択的に行うことができる。
【００１２】以上、本発明の頭部装着型映像表示装置を
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。例
えば、合成光学系系として、以上の実施例においては、
何れも偏光性干渉フィルターを用いるものとしたが、こ
れ以外に公知の偏光ビームスプリッター、例えば、複屈
折結晶からなるプリズム等を用いることもできる。
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。例
えば、合成光学系系として、以上の実施例においては、
何れも偏光性干渉フィルターを用いるものとしたが、こ
れ以外に公知の偏光ビームスプリッター、例えば、複屈
折結晶からなるプリズム等を用いることもできる。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の頭部装着型映像表示装置によると、合成光学系が液晶
表示素子からの特定の偏光方向の光に対して偏光反射特
性を持つように構成されているので、この合成光学系
は、液晶表示素子から発せられる偏光した光を殆ど反射
するため、観察者は、液晶表示素子からの明るい電子像
を見ることができる。
の頭部装着型映像表示装置によると、合成光学系が液晶
表示素子からの特定の偏光方向の光に対して偏光反射特
性を持つように構成されているので、この合成光学系
は、液晶表示素子から発せられる偏光した光を殆ど反射
するため、観察者は、液晶表示素子からの明るい電子像
を見ることができる。
【図１】本発明の頭部装着型映像表示装置の第１実施例
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図２】第２実施例の構成を示す平面図である。
【図３】第２実施例の作用を説明するための図である。
【図４】第３実施例の構成を示す平面図である。
【図５】高解像アクティブマトリックス型液晶表示素子
の構成の１例を示す斜視図である。
の構成の１例を示す斜視図である。
【図６】従来のシースルー型の頭部装着型映像表示装置
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
１…液晶表示素子 ４…眼 ５…外界光 ７、８…レンズ ９…光源 ２１…ガラス ２２…干渉フィルター ２３…偏光性干渉フィルター ２４…偏光板 ２５…ドライバー ２６…偏光回転子 ２７…凸面鏡 ２８…凹面鏡
Claims (1)
- 【請求項１】 映像を表示する液晶表示素子と、前記液
晶表示素子からの映像と外界像とを合成する合成光学系
を有する頭部装着型映像表示装置において、前記合成光
学系が、前記液晶表示素子からの特定の偏光方向の光に
対して偏光反射特性を持つように構成されていることを
特徴とする頭部装着型映像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20801892A JP3469594B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | ポータブル型映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20801892A JP3469594B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | ポータブル型映像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651264A true JPH0651264A (ja) | 1994-02-25 |
| JP3469594B2 JP3469594B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=16549317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20801892A Expired - Fee Related JP3469594B2 (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | ポータブル型映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469594B2 (ja) |
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| JPH09179063A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
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-
1992
- 1992-08-04 JP JP20801892A patent/JP3469594B2/ja not_active Expired - Fee Related
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