JPH07128612A - Binocular type image display device - Google Patents
Binocular type image display deviceInfo
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- JPH07128612A JPH07128612A JP5273301A JP27330193A JPH07128612A JP H07128612 A JPH07128612 A JP H07128612A JP 5273301 A JP5273301 A JP 5273301A JP 27330193 A JP27330193 A JP 27330193A JP H07128612 A JPH07128612 A JP H07128612A
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- images
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- liquid crystal
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- Pending
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、左右両眼に各々画像
表示装置を有する両眼式画像表示装置に関し、特に、個
人の頭部に装着する画像表示装置に好適な両眼式画像表
示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a binocular image display device having image display devices for the left and right eyes, and in particular, a binocular image display device suitable for an image display device worn on the head of an individual. Regarding
【0002】[0002]
【従来の技術】左右両眼に各々画像表示装置を備え、左
右の画像表示装置に異なる画像を表示することにより、
観察者が左右の眼に対して表示される画像の違いから得
られる両眼視差効果により立体画像を得る個人用の頭部
装着型画像表示装置が種々発表されている。この種の画
像表示装置としては、例えば特開平3−292091号
公報等に詳しい。2. Description of the Related Art By equipping the left and right eyes with image display devices and displaying different images on the left and right image display devices,
Various types of personal head-mounted image display devices for obtaining stereoscopic images by the binocular parallax effect obtained by the observer from the difference in images displayed to the left and right eyes have been announced. This type of image display device is described in detail, for example, in JP-A-3-292091.
【0003】図7は従来の画像表示装置の概略構成を示
す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional image display device.
【0004】この図に示すように、凸レンズあるいはフ
レネルレンズよりなる左右一組の接眼レンズ6L、6R
にて拡大虚像系を構成し、この接眼レンズ6L、6Rの
後方(観察者Mとは反対側)には、それぞれ左右一組の
透過型(直視型)の液晶ディスプレイ10L、10Rが
配設されている。As shown in this figure, a pair of left and right eyepieces 6L and 6R composed of a convex lens or a Fresnel lens.
In the enlarged virtual image system, a pair of left and right transmissive (direct-viewing) liquid crystal displays 10L and 10R are disposed behind the eyepieces 6L and 6R (on the side opposite to the observer M). ing.
【0005】この液晶ディスプレイ10L、10Rはそ
れぞれ液晶の駆動により画像を表示する液晶パネル11
L、11Rと、バックライトとして機能する平面光源1
2L、12Rとにより構成されている。そして、液晶デ
ィスプレイ10L、10Rの液晶パネル11L、11R
に表示された画像は、接眼レンズ6L、6Rにより遠く
に拡大され、液晶ディスプレイ10L、10Rの後方に
ある仮想的スクリーン7上に虚像となり、観察者Mの左
右の眼13L、13Rに認識される。左右の液晶パネル
11L、11Rには、異なる画像が表示されており、観
察者は左右の眼13L、13Rに対して表示される画像
の違いから得られる両眼視差効果により立体画像を視覚
することができる。The liquid crystal displays 10L and 10R each have a liquid crystal panel 11 which displays an image by driving liquid crystals.
L, 11R and a flat light source 1 that functions as a backlight
It is composed of 2L and 12R. And liquid crystal panels 11L and 11R of the liquid crystal displays 10L and 10R
The image displayed on is magnified far by the eyepieces 6L and 6R, becomes a virtual image on the virtual screen 7 behind the liquid crystal displays 10L and 10R, and is recognized by the left and right eyes 13L and 13R of the observer M. . Different images are displayed on the left and right liquid crystal panels 11L and 11R, and the observer can see a stereoscopic image by the binocular parallax effect obtained from the difference between the images displayed on the left and right eyes 13L and 13R. You can
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の両眼式画像表示装置においては、視野角確保の
ため、液晶パネル、バックライト、接眼レンズ(拡大虚
像光学系)の各光学的配置は固定され、顔前に配置する
必要がある。このため、上記装置を個人用の頭部に装着
しようとすると、構成部品が顔前に集中するため重心が
前に偏り、装着性が極めて悪いという問題があった。However, in the above-mentioned conventional binocular image display device, the respective optical arrangements of the liquid crystal panel, the backlight, and the eyepiece lens (enlarged virtual image optical system) are provided in order to secure a viewing angle. It must be fixed and placed in front of the face. For this reason, when the device is mounted on a head for personal use, the components are concentrated in front of the face, the center of gravity is biased toward the front, and there is a problem that the mounting property is extremely poor.
【0007】また、画面サイズの小さい液晶パネルを使
用して、視野角を確保するためには、接眼レンズの口径
を大きくし、焦点距離(f値)を小さくする必要があ
る。しかし、接眼レンズでは、口径を大きくし、かつ焦
点距離を小さくすると収差が大きくなるという問題があ
る。Further, in order to secure a viewing angle by using a liquid crystal panel having a small screen size, it is necessary to increase the aperture of the eyepiece lens and reduce the focal length (f value). However, in the eyepiece, there is a problem that the aberration increases when the aperture is increased and the focal length is decreased.
【0008】一方、接眼レンズの口径を大きくせず焦点
距離を小さくせずに視野角を確保するためには、液晶パ
ネルの画面サイズを大きくすれば良い。しかしながら、
透過型(直視型)の液晶パネルは、画面表示部分の周囲
に基板部分が存在し、画面サイズが大きくなればなるほ
ど、基板部分も大きくなる。図8に従来の画像表示装置
における映像の表示態様を示す。同図(a)は表示部分
の平面図、(b)は上面図である。図8に示すように、
左右に2枚の液晶パネル11L、11Rを配置した場
合、左右の画面表示部分12L、12Rの間に基板部分
で画面の表示できない領域Aが存在することになる。左
右の眼の位置が決まれば、その内側の液晶パネル11
L、11Rの表示部分12L、12Rの大きさにより立
体視できる部分が決定するために、表示不可能部分(図
中A)が大きくなればなるほど、立体視部分が小さくな
るという問題があった。On the other hand, in order to secure the viewing angle without increasing the aperture of the eyepiece lens and reducing the focal length, the screen size of the liquid crystal panel may be increased. However,
In a transmissive (direct view type) liquid crystal panel, a substrate portion exists around a screen display portion, and the larger the screen size, the larger the substrate portion. FIG. 8 shows an image display mode in a conventional image display device. FIG. 7A is a plan view of the display portion, and FIG. As shown in FIG.
When the two liquid crystal panels 11L and 11R are arranged on the left and right sides, there is a region A where the screen cannot be displayed on the substrate portion between the left and right screen display portions 12L and 12R. When the positions of the left and right eyes are determined, the liquid crystal panel 11 inside the eyes is determined.
Since the stereoscopically visible portion is determined by the sizes of the L and 11R display portions 12L and 12R, there is a problem that the larger the undisplayable portion (A in the figure), the smaller the stereoscopically visible portion.
【0009】この発明は上述した従来の問題点を解消
し、装着性がよく、立体視部分を大きくすることができ
る両眼式画像表示装置を提供することをその目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a binocular image display device which solves the above-mentioned conventional problems, has good wearability, and can enlarge a stereoscopic viewing portion.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明は、画像を拡大
虚像系を通して拡大虚像として結像し、左右の眼にそれ
ぞれ映像として与える両眼式画像表示装置であって、投
写光学系で画像を拡大投写した実像を拡大虚像系で拡大
することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a binocular image display device which forms an image as an enlarged virtual image through an enlarged virtual image system and gives it to the left and right eyes as images respectively. The feature is that a magnified virtual image system magnifies a magnified and projected real image.
【0011】[0011]
【作用】この発明によれば、投写系で画像を拡大するこ
とにより、拡大虚像系の負担する拡大率を小さくするこ
とができ、拡大虚像系(接眼レンズ)における収差を改善
することができる。According to the present invention, by enlarging the image by the projection system, the magnification ratio of the magnifying virtual image system can be reduced, and the aberration in the magnifying virtual image system (eyepiece) can be improved.
【0012】また、スクリーン上に投写する左右の画像
の間隔は自由に設定することができ、透過型液晶パネル
を用いた場合のように基板部分により発生する画像を表
示できない領域をなくすことが可能となり、立体視部分
を大きくすることができる。Further, the interval between the left and right images projected on the screen can be freely set, and it is possible to eliminate the area where the image cannot be displayed due to the substrate portion as in the case of using the transmissive liquid crystal panel. Therefore, the stereoscopic view portion can be enlarged.
【0013】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例につき、図面を参照
して説明する。図1はこの発明の第1実施例の概略構成
を示す平面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the schematic configuration of the first embodiment of the present invention.
【0014】この発明の両眼式画像表示装置は、図1に
示すように、観察者Mの頭部の後ろの左右両側に位置す
るように、それぞれ小型プロジェクター1L、1Rが外
装ケース9に取り付けられる。このプロジェクター1
L、1Rから前方に向かって画像を投写する。観察者M
の前方に位置するケース9に取り付けられた左右の第1
ミラー2L、2Rにて投写光路8L、8Rが90度変更
され、同じくケース9に取り付けられた第2ミラー3
L、3Rに投写画像が与えられ、この第2ミラー3L、
3Rにて光路が90度変更され、観察者の眼13L、1
3Rの前方に配置されたスクリーン4上に画像が実像5
L、5Rとして拡大投写される。In the binocular image display device of the present invention, as shown in FIG. 1, small projectors 1L and 1R are attached to an outer case 9 so as to be located on the left and right sides behind the head of an observer M, respectively. To be This projector 1
Project an image from L, 1R forward. Observer M
First left and right attached to the case 9 located in front of the
The projection optical paths 8L and 8R are changed by 90 degrees by the mirrors 2L and 2R, and the second mirror 3 also attached to the case 9
The projected images are given to L and 3R, and the second mirror 3L,
The optical path is changed by 90 degrees at 3R, and the observer's eyes 13L, 1
The image is a real image 5 on the screen 4 arranged in front of 3R.
The image is enlarged and projected as L and 5R.
【0015】スクリーン4と観察者の眼13L、13R
の間に拡大虚像系を構成する凸レンズからなる左右の接
眼レンズ6L、6Rが配置され、この接眼レンズ6L、
6Rの後方に配置されたスクリーン4上の実像5L、5
Rが拡大され、スクリーン4の後方にある仮想的スクリ
ーン7上に拡大された虚像として観察者Mに認識され
る。The screen 4 and the eyes 13L and 13R of the observer
Left and right eyepieces 6L and 6R made up of convex lenses that form a magnified virtual image system are disposed between the eyepieces 6L and 6L.
The real images 5L and 5L on the screen 4 arranged behind the 6R.
The magnified R is recognized by the observer M as a magnified virtual image on the virtual screen 7 behind the screen 4.
【0016】このように、この実施例によれば、拡大画
像を投写するスクリーン4と小型液晶プロジェクター1
L、1R間の距離(投写距離)を自由に設計でき、その
画像の拡大率を容易に変更できる。更に、小型液晶プロ
ジェクター1L、1Rを後頭部に配置することにより、
光学構成部分でバランスを考慮した設計を行うことがで
き、装着性が改善される。As described above, according to this embodiment, the screen 4 for projecting an enlarged image and the small liquid crystal projector 1 are arranged.
The distance between L and 1R (projection distance) can be freely designed, and the magnification of the image can be easily changed. Furthermore, by arranging the small liquid crystal projectors 1L and 1R on the back of the head,
The optical components can be designed in consideration of balance, and the wearability is improved.
【0017】上述した小型液晶プロジェクター1L、1
Rの構成例を図3ないし図5を参照して説明する。The above-mentioned small liquid crystal projectors 1L, 1
A configuration example of R will be described with reference to FIGS.
【0018】図3に示す小型液晶プロジェクターは単板
式の液晶プロジェクターで構成したものであり、カラー
液晶パネル15とバックライトとして冷陰極型平面光源
16を用い、平面光源16から発射される光がカラー液
晶パネル15へ入射し、このカラー液晶パネル15から
出射されるカラー画像を投写レンズ14でスクリーン上
に投影するものである。The small liquid crystal projector shown in FIG. 3 is composed of a single plate type liquid crystal projector, and uses a color liquid crystal panel 15 and a cold cathode flat light source 16 as a backlight, and light emitted from the flat light source 16 is colored. A color image that enters the liquid crystal panel 15 and is emitted from the color liquid crystal panel 15 is projected on the screen by the projection lens 14.
【0019】図4に示す小型液晶プロジェクターは3板
式の液晶プロジェクターで構成したものであり、R,
G,Bの3原色に対して、それぞれ専用の液晶パネル1
7、17、17を有し、各液晶パネル17、17、17
で変調された光をキューブドプリズム18で合成して、
投写レンズ14にてスクリーン上に投影する。尚、図中
19はバックライトであり、上記図3のプロジェクター
と同じく冷陰極型平面光源等が用いられる。The small liquid crystal projector shown in FIG. 4 is composed of a three-plate type liquid crystal projector.
Dedicated liquid crystal panel 1 for each of the three primary colors G and B
7, 17, 17 and each of the liquid crystal panels 17, 17, 17
The light modulated by is combined by the cubed prism 18,
The projection lens 14 projects the image on the screen. Incidentally, reference numeral 19 in the figure is a backlight, and a cold cathode type flat light source or the like is used as in the projector shown in FIG.
【0020】図5に示す小型液晶プロジェクターは、図
4に示すものと同じく、3枚式の液晶プロジェクターで
構成したものである。図4の構成と異なるところは、図
4のものが光の合成をキューブドプリズム18で行って
いるのに対し、図5のものは光の合成をクロスダイクロ
イックミラー20で行っているところが相違し、他の構
成は図4のものと同様である。The small liquid crystal projector shown in FIG. 5 is composed of a three-panel liquid crystal projector, like the one shown in FIG. 4 differs from the configuration in FIG. 4 in that the cubed prism 18 in FIG. 4 combines light, whereas the cross dichroic mirror 20 in FIG. 5 combines light. Other configurations are similar to those of FIG.
【0021】図2はこの発明の第2実施例の概略構成を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the schematic construction of the second embodiment of the present invention.
【0022】図2に示す両眼式画像表示装置は、観察者
Mの頭の後ろの上方部に小型プロジェクター1L(1
R)を配置し、このプロジェクター1L(1R)より前
方に向かって画像を投写する。そして、第1ミラー2L
(2R)を用い下側に光路8L(8R)を変更し、第2
ミラー3L(3R)で光路を再度変更し、スクリーン4
上に拡大投写する。スクリーン4上の実像を接眼レンズ
6L(6R)で仮想スクリーン7上に拡大された虚像を
観察する。In the binocular image display device shown in FIG. 2, a small projector 1L (1
R) is arranged and an image is projected forward from the projector 1L (1R). And the first mirror 2L
(2R) is used to change the optical path 8L (8R) to the lower side.
Change the optical path again with the mirror 3L (3R), and
Project on top. The virtual image obtained by enlarging the real image on the screen 4 on the virtual screen 7 with the eyepiece lens 6L (6R) is observed.
【0023】図6は、この発明における左右の映像を表
示する態様を示す模式図であり、同図(a)は平面図、
同図(b)は上面図である。左右のプロジェクタ1L、
1Rから投写された画像がスクリーン4上に投影され
る。このスクリーン4上に投影される左右の画像の間の
間隔Aは、プロジェクター1L、1R、第1ミラー2
L、2Rまたは、第2ミラー3L、3Rを調整すること
によって、容易になくすことができる。すなわち、図8
に示す透過型の液晶パネルを用いた両眼式画像表示装置
における中央の画像表示できない領域Aが図6に示すこ
の発明のものによればなくすことができ、立体視部分を
大きくすることができる。FIG. 6 is a schematic view showing a mode of displaying left and right images according to the present invention. FIG. 6 (a) is a plan view,
FIG. 3B is a top view. Left and right projector 1L,
The image projected from 1R is projected on the screen 4. The distance A between the left and right images projected on the screen 4 is determined by the projectors 1L, 1R and the first mirror 2
It can be easily eliminated by adjusting L, 2R or the second mirror 3L, 3R. That is, FIG.
In the binocular image display device using the transmissive liquid crystal panel shown in FIG. 6, the central image non-displayable area A can be eliminated according to the present invention shown in FIG. 6, and the stereoscopic portion can be enlarged. .
【0024】尚、上述した実施例においては、立体画像
の表示について説明したが、両プロジェクターに同一映
像を表示し、2次元映像を観察することもできる。In the above-mentioned embodiment, the display of a stereoscopic image is explained, but it is also possible to display the same image on both projectors and observe a two-dimensional image.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、収差が少ない、装着性の良好な両眼式画像表示装置
が得られる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a binocular image display device with little aberration and good wearability.
【0026】また、左右画像表示間の表示不可能部分を
なくすることが可能となり、立体表示に用いた場合、立
体視部分を大きくすることができる。Further, it becomes possible to eliminate the non-displayable portion between the left and right image displays, and when used for stereoscopic display, the stereoscopically visible portion can be enlarged.
【図1】この発明における第1実施例の概略構成を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明における第2実施例の概略構成を示す
側面図である。FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
【図3】この発明に用いられる小型液晶プロジェクター
の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a small liquid crystal projector used in the present invention.
【図4】この発明に用いられる小型液晶プロジェクター
の構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a small liquid crystal projector used in the present invention.
【図5】この発明に用いられる小型液晶プロジェクター
の構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a small liquid crystal projector used in the present invention.
【図6】この発明の両眼式画像表示装置の左右の映像の
表示態様を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a display mode of left and right images of the binocular image display device of the present invention.
【図7】従来の両眼式画像表示装置の概略構成を示す平
面図である。FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional binocular image display device.
【図8】従来の両眼式画像表示装置の左右の映像の表示
態様を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a display mode of left and right images of a conventional binocular image display device.
1L、1R 小型プロジェクター 2L、2R 第1ミラー 3L、3R 第2ミラー 4 スクリーン 6L、6R 接眼レンズ 1L, 1R Small-sized projector 2L, 2R First mirror 3L, 3R Second mirror 4 Screen 6L, 6R Eyepiece
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年8月11日[Submission date] August 11, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0008】一方、接眼レンズの口径を大きくせず焦点
距離を小さくせずに視野角を確保するためには、液晶パ
ネルの画面サイズを大きくすれば良い。しかしながら、
透過型(直視型)の液晶パネルは、画面表示部分の周囲
に基板部分が存在し、画面サイズが大きくなればなるほ
ど、基板部分も大きくなる。図8に従来の画像表示装置
における映像の表示態様を示す。同図(a)は表示部分
の平面図、(b)は上面図である。図8に示すように、
左右に2枚の液晶パネル11L、11Rを配置した場
合、左右の画面表示部分21L、21Rの間に基板部分
で画面の表示できない領域Aが存在することになる。左
右の眼の位置が決まれば、その内側の液晶パネル11
L、11Rの表示部分21L、21Rの大きさにより立
体視できる部分が決定するために、表示不可能部分(図
中A)が大きくなればなるほど、立体視部分が小さくな
るという問題があった。On the other hand, in order to secure the viewing angle without increasing the aperture of the eyepiece lens and reducing the focal length, the screen size of the liquid crystal panel may be increased. However,
In a transmissive (direct view type) liquid crystal panel, a substrate portion exists around a screen display portion, and the larger the screen size, the larger the substrate portion. FIG. 8 shows an image display mode in a conventional image display device. FIG. 7A is a plan view of the display portion, and FIG. As shown in FIG.
When the two liquid crystal panels 11L and 11R are arranged on the left and right sides, there is a region A where the screen cannot be displayed on the substrate portion between the left and right screen display portions 21L and 21R. When the positions of the left and right eyes are determined, the liquid crystal panel 11 inside the eyes is determined.
Since the stereoscopically visible portion is determined by the sizes of the L and 11R display portions 21L and 21R, there is a problem that the larger the undisplayable portion (A in the drawing), the smaller the stereoscopically visible portion.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図8】 [Figure 8]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 経一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Keiichi Kanaya 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (1)
て結像し、左右の眼にそれぞれ映像として与える両眼式
画像表示装置であって、投写光学系で画像を拡大投写し
た実像を拡大虚像系で拡大することを特徴とする両眼式
画像表示装置。1. A binocular image display device which forms an image as an enlarged virtual image through an enlarged virtual image system and gives it to the left and right eyes as images, wherein a real image obtained by enlarging and projecting an image by a projection optical system is enlarged. A binocular image display device characterized by being enlarged by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5273301A JPH07128612A (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Binocular type image display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5273301A JPH07128612A (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Binocular type image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07128612A true JPH07128612A (en) | 1995-05-19 |
Family
ID=17525959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5273301A Pending JPH07128612A (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Binocular type image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07128612A (en) |
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-
1993
- 1993-11-01 JP JP5273301A patent/JPH07128612A/en active Pending
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