JPH09166760A

JPH09166760A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH09166760A
Application number: JP7329045A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takahashi; 高橋浩一
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】小型軽量でありながら広画角、高解像で画像
表示素子を観察でき、接眼光学系の光学素子以外に特別
な光学素子を用いることなく、簡単な操作で外界像を観
察することが可能な画像表示装置。【解決手段】接眼光学系３は、光学面を少なくとも３
面１１、〜１４を有し、この少なくとも３面１１〜１４
によって形成される空間を屈折率が１より大きい媒質に
よって満たされ、観察者視軸２に対して偏心するかある
いは傾いた少なくとも１つの正のパワーを有する反射面
１２を持ったプリズム体からなり、このプリズム体は画
像表示素子４から発した光束を観察者の眼球に導く第１
の配置位置と、外界からの光束を通過させて観察者の眼
球に導く第２の配置位置との間で回動又は移動可能に構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
し、特に、小型、軽量でありながら広画角、高解像で画
像を観察することができる頭部又は顔面装着式画像表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーチャルリアリティ用あるいは
個人的に大画面の映像を楽しむことを目的として、ヘル
メット型、ゴーグル型の頭部又は顔面装着式画像表示装
置が開発されている。このタイプの画像表示装置は、頭
部に装着して観察する必要がある。そのため、観察者に
できるだけ肉体的負担をかけないためには、小型で軽量
であることが重要な条件である。一方、観察画角が大き
い程観察する画面が大画面になり、観察者に臨場感、没
入感等の感覚を強く与えることができる。したがって、
呈示する画角が広画角であることは、画像表示装置の重
要な条件である。

【０００３】また、頭部又は顔面装着式画像表示装置を
コンピュータの出力装置であるターミナルとして使用
し、キーボード、マウス等の周辺にある機器を操作する
場合、あるいは、頭部又は顔面装着式画像表示装置をゲ
ーム機の表示装置として利用している最中に周囲で緊急
事態が生じた場合等のときには、外部からの信号による
制御又はスイッチ等の操作によって外界を観察者に認識
させる必要がある。

【０００４】画像表示装置を介して外界像を観察する従
来の画像表示装置として、例えば特願平３−１０１７０
９号のものがある。これは、接眼光学系の観察者と反対
側に接眼光学系のパワーを相殺させるような光学層を配
備し、外界からの光束を観察者の眼球に導き、外界像を
観察できるようにするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
３−１０１７０９号のものは、接眼光学系の外側に別の
光学素子を配設するために、頭部に装着する場合に顔面
からの突出量が大きくなり、装置全体のバランスが悪く
なり、また、重量も増大する。したがって、観察者に与
える肉体的負担が大きくなっていた。

【０００６】本発明は従来のこのような問題に鑑みてな
さたものであり、その目的は、小型軽量でありながら広
画角、高解像で画像表示素子を観察でき、しかも、接眼
光学系の光学素子以外に特別な光学素子を用いることな
く、簡単な操作で外界像を観察することが可能な頭部装
着式画像表示装置に好適な画像表示装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示素子と、
前記画像表示素子によって形成された画像を投影し観察
者の眼球に導く接眼光学系とからなる画像表示装置にお
いて、前記接眼光学系は、光学面を少なくとも３面を有
し、前記の少なくとも３面によって形成される空間を屈
折率が１より大きい媒質によって満たされ、観察者視軸
に対して偏心するかあるいは傾いた少なくとも１つの正
のパワーを有する反射面を持ったプリズム体からなり、
該プリズム体は前記画像表示素子から発した光束を前記
観察者の眼球に導く第１の配置位置と、外界からの光束
を通過させて前記観察者の眼球に導く第２の配置位置と
の間で回動又は移動可能に構成されていることを特徴と
するものである。

【０００８】この場合、プリズム体を構成する面の中、
対向する２面は、第２の配置位置において、この２面を
通過する外界からの光束に対してパワーが略ゼロとなる
ことが望ましい。

【０００９】また、第１の配置位置において、画像表示
素子から発した光束がプリズム体で内部反射する際に、
全反射条件を満たすように構成されていることが望まし
い。

【００１０】以下に、本発明において上記のような構成
をとる理由と作用について説明する。画像を表示する画
像表示素子と、その画像表示素子によって形成された画
像を投影し観察者の眼球に導く接眼光学系とからなる画
像表示装置において、この接眼光学系は、光学面を少な
くとも３面を有し、その少なくとも３面によって形成さ
れる空間を屈折率が１より大きい媒質によって満たさ
れ、観察者視軸に対して偏心するかあるいは傾いた少な
くとも１つの正のパワーを有する反射面を持ったプリズ
ム体からなり、このプリズム体は画像表示素子から発し
た光束を観察者の眼球に導く第１の配置位置と、外界か
らの光束を通過させて観察者の眼球に導く第２の配置位
置との間で回動又は移動可能に構成することで、特別な
光学素子を用いることなく、電子像と外界像を観察する
ことが可能となる。

【００１１】以下に、図１、図２を参照にして説明す
る。図１（ａ）は本発明の画像表示装置の側面図であ
る。図１（ｂ）は本発明の画像表示装置を観察者側から
見た斜視図である。図２（ａ）は本発明の画像表示装置
を回転させ、移動した場合の側面図である。図２（ｂ）
は本発明の画像表示装置を回転させ、移動した場合の観
察者側から見た斜視図である。図１〜図２において、１
は観察者の瞳位置、２は観察者視軸、３は接眼光学系、
４は画像表示素子、５は遮光手段、１１は接眼光学系の
第１面、１２はその第２面、１３はその第３面、１４は
その第４面である。

【００１２】図１の状態で画像表示素子４の像を観察し
ている場合の光線経路は、画像表示素子４を発した光線
は、接眼光学系３の第４面１４を通過し、第３面１３、
第２面１２でそれぞれ内部反射され、第１面１１を通過
して観察者瞳１を射出瞳として観察者眼球に入射され
る。本発明の画像表示装置では、接眼光学系３は観察者
視軸２に対して偏心するかあるいは傾いた少なくとも１
つの正のパワーを有する反射面を持ったプリズム体であ
るため、作用としては凹面鏡と類似している。一般に、
レンズによる接眼光学系に比べて、凹面鏡は収差の発生
が小さい。また、同時に、顔面に沿う形状で光線が折り
畳まれるため、小型軽量を実現するこができる。したが
って、観察者に与える肉体的負担が少なく、明瞭な観察
像を提供することが可能である。

【００１３】この接眼光学系３を、図２に示す状態に移
動及び回動させて、接眼光学系３の第３面１３を観察者
眼球に近接させ、さらに対向する第２面１２を観察者眼
球と反対側に配置し、それぞれの面が観察者視軸２に略
垂直になるようにする。この状態での外界からの光線経
路は、第２面１２に入射し、第３面１３を通過して、観
察者瞳１を射出瞳として観察者眼球に入射される。これ
によって外界像を観察することが可能となる。

【００１４】なお、以上の構成では、接眼光学系３を構
成するプリズム体を、光学面が４面でありそれらの面に
よって形成される空間を屈折率が１より大きい媒質によ
って満たされているものとしたが、光学面を３面として
も構成可能であり、もちろん５面以上でも構成可能であ
る。

【００１５】なお、図２の外界を観察する状態におい
て、接眼光学系３を構成する対向する２面である第２面
１２と第３面１３の合成パワー（屈折力）は略ゼロにな
っていることが望ましい。このような構成によれば、外
界からの光束は観察者の瞳１に略平行光束となって入射
されるため、明瞭な外界像を観察することができる。

【００１６】図１の状態において、画像表示素子４から
発した光束が接眼光学系３の内部反射において全反射条
件を満たしていない場合を想定すると、電子像を観察す
るためには、図１（ａ）から明らかなように、第２面１
２と第３面１３にはミラーコートを施す必要がある。

【００１７】一方、外界像を観察する場合には、図２の
ように、接眼光学系３を回転、移動させて、第２面１
２、第３面１３を略平行な状態で観察者に対向させて配
置させているが、第２面１２と第３面１３は外界光が透
過しなければならない。したがって、電子像と外界像を
選択的に観察する要求がある場合には、第２面１２、第
３面１３はハーフミラーコートをする必要がある。しか
しながら、これによって画像表示素子４の像、外界像何
れの光量も約１／４に低下してしまう。また、ハーフミ
ラーコートは通常多層膜であるため、製作の費用が高
く、製作工程も長くなってしまう。

【００１８】ところで、接眼光学系３であるプリズム体
の内部反射面が全反射条件を満たしているならば、画像
表示素子４から発した光線は全て全反射するため、明る
い画像を観察できる。ミラーコート又はハーフミラーコ
ートをすることなく、電子像と外界像を切り変えて観察
できるため、コストが大幅に低減され、製作工程も単純
化できる。

【００１９】また、画像表示素子４と接眼光学系３は同
時に回動又は移動可能であれば、電子像と外界像の射出
瞳を一致させることによって、それらの像を同時に観察
するいわゆるスーパーインポーズが可能となる。

【００２０】また、接眼光学系３の観察者と反対側の面
の外側に液晶シャッター等の遮光手段５を配設すること
は、外界像と電子像の切り換えをするために重要であ
る。外界像を観察したくない場合には、遮光手段８によ
って接眼光学系３に外界からの光が入射されないように
しなければ、いつでも外界の光が眼球に入射する恐れが
あるため、コントラストの高い電子像を観察できなくな
る。逆に、外界像のみを観察したい場合には、図２の状
態にして、画像表示素子４に画像を表示させず、遮光手
段８を透過モードにすることで実現できる。

【００２１】また、プリズム体を構成する少なくとも１
つの正のパワーを有する反射面、図１、図２の場合は第
２面１２は、非球面であることが収差補正上有効であ
る。これは、偏心するか又は視軸から傾いて配置される
反射面で発生するコマ収差、特に高次コマ収差やコマフ
レアーを補正するために重要な条件である。

【００２２】本発明のように、観察者眼球の前方に偏心
するかあるいは傾いた反射面を有するタイプの接眼光学
系を用いる画像表示装置においては、軸上においても反
射面に入射する光線が斜めになるため、反射鏡の中心軸
に複雑なコマ収差が発生する。この複雑なコマ収差は反
射面の傾き角が大きくなるに従って大きくなる。しかし
ながら、小型で広画角の画像表示装置を実現しようとす
ると、偏心量又は傾き角をある程度大きくしないと画像
表示素子と光路が干渉するため、広画角な観察像を確保
することが困難になる。そのため、広画角で小型の画像
表示装置になればなる程反射面の傾き角が大きくなり、
高次コマ収差の発生を如何に補正するかが重要な問題と
なる。

【００２３】このような複雑なコマ収差を補正するため
には、接眼光学系を構成する少なくとも１面、望ましく
は反射面を偏心した非球面とすることで、光学系のパワ
ーを視軸に対して非対称な構成にすることができ、さら
に軸外において非球面の効果を利用することができるた
め、軸上を含めたコマ収差の補正を有効に行うことが可
能となる。

【００２４】プリズム体を構成する少なくとも１つの正
のパワーを有する反射面はアナモルフィック面であるこ
とが収差補正上有効である。つまり、後記するように、
観察者の視軸を原点から接眼光学系に向かう方向を正と
するＺ軸、観察者の視軸に直交し、観察者の眼球からみ
て上下方向の下から上を正とするＹ軸、観察者の視軸に
直交し、観察者の眼球からみて左右方向の右から左を正
とするＸ軸と定義した場合、Ｙ−Ｚ面内の曲率半径とこ
の面と直交するＸ−Ｚ面内の曲率半径が異なる面である
ことである。

【００２５】この条件は、反射面が視軸に対して偏心あ
るいは傾いているために起こる収差を補正するための条
件である。一般に、球面が偏心していると、その面に入
射する光線は入射面内と入射面に直交する面内で光線に
対する曲率が異なる。このため、本発明のように観察者
眼球の前に反射面が視軸に対して偏心あるいは傾いて配
置されている接眼光学系では、観察画像中心に当たる視
軸上の観察像も上記理由により非点収差が発生する。こ
の軸上の非点収差を補正するためには、プリズム体を構
成する少なくとも１つの正のパワーを有する反射面の曲
率半径は入射面内とこれと直交する面内において異なる
ものとすることが重要になる。

【００２６】また、プリズム体を構成する少なくとも１
つの正のパワーを有する反射面が自由曲面であれば、上
述した非球面又はアナモルフィック面による効果を満足
することができるため、接眼光学系で発生する収差を有
効に補正することが可能である。

【００２７】ここで、自由曲面は下記式（１）で表現さ
れる曲面である。ここで、ｘ，ｙ，ｚは直交座標を表し、Ｃ_nmは任意の係
数、ｋ，ｋ’も任意とする。

【００２８】以上の画像表示装置において、画像表示素
子と接眼光学系を観察者頭部に対して位置決めする手段
を有することによって、観察者は安定した画像を観察す
ることが可能となる。

【００２９】また、画像表示素子と接眼光学系を観察者
頭部に対して位置決めする手段を有し、観察者頭部に装
着できるようにすることによって、観察者は自由な観察
姿勢や観察方向で画像を観察することが可能となる。

【００３０】また、少なくとも２組のこのような画像表
示装置を一定の間隔で支持する支持手段を有することに
よって、観察者は左右両眼で楽に観察することが可能と
なる。また、左右の画像表示装置の画像表示面に視差を
与えた画像を表示し、両眼でそれらを観察することによ
って立体像を楽しむことが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の画像表示装置の
実施例１について、図面を参照して説明する。実施例１
の構成パラメータは後記するが、以下の説明において、
面番号は、観察者の瞳位置１から接眼光学系３へ向う逆
追跡の面番号として示してある。そして、座標の取り方
は、図３（ａ）に示すように、観察者の虹彩位置１を原
点とし、観察者視軸２を原点から接眼光学系３に向かう
方向を正とするＺ軸、観察者視軸２に直交し、観察者眼
球から見て上下方向の下から上を正とするＹ軸、観察者
視軸２に直交し、観察者眼球からみて左右方向の右から
左を正とするＸ軸と定義する。つまり、図３（ａ）の紙
面内をＹーＺ面とし、紙面と垂直方向の面をＸ−Ｚ面と
する。また、光軸は紙面のＹ−Ｚ面内で折り曲げられる
ものとする。

【００３２】そして、後記する構成パラメータ中におい
て、偏心量Ｙ，Ｚと傾き角θが記載されている面につい
ては、２面に関しては、１面からのＺ軸に沿う距離で与
えられる面間隔の位置が基準点になり、その基準点から
のその面の面頂のＹ軸方向、Ｚ軸方向の偏心量、及び、
その面の中心軸のＺ軸からの傾き角を意味し、３面、４
面は、基準面である２面の面頂からのその面の面頂のＹ
軸方向、Ｚ軸方向の偏心量、及び、その面の中心軸のＺ
軸からの傾き角を意味し、５面に関しては、基準面であ
る４面の面頂からのその面の面頂のＹ軸方向、Ｚ軸方向
の偏心量、及び、その面の中心軸のＺ軸からの傾き角を
意味し、６面は、基準面である１面の中心からのその面
の中心のＹ軸方向、Ｚ軸方向の偏心量、及び、その面の
中心軸のＺ軸からの傾き角を意味する。その場合、θが
正は反時計回りを意味し、面間隔は、光軸に沿って逆追
跡の方向を正として示してある。

【００３３】また、各面において、非回転対称な非球面
形状は、その面を規定する座標上で、Ｒ_y、Ｒ_xはそれ
ぞれＹ−Ｚ面（紙面）内の近軸曲率半径、Ｘ−Ｚ面内で
の近軸曲率半径、Ｋ_x、Ｋ_yはそれぞれＸ−Ｚ面、Ｙ−
Ｚ面内の円錐係数、ＡＲ、ＢＲはそれぞれＺ軸に対して
回転対称な４次、６次の非球面係数、ＡＰ、ＢＰはそれ
ぞれＺ軸に対して回転非対称な４次、６次の非球面係数
とすると、非球面式は以下に示す通りである。

【００３４】Ｚ =［( Ｘ²/Ｒ_x)+ (Ｙ²/Ｒ_y) ］／［1+
｛ 1-(1+Ｋ_x) ( Ｘ²/Ｒ_x ²)-(1+Ｋ_y) ( Ｙ²/Ｒ_y ²)｝
^1/2］＋ＡＲ［ (1-ＡＰ) Ｘ²+( 1+ＡＰ) Ｙ²］²＋Ｂ
Ｒ［ (1-ＢＰ) Ｘ²+( 1+ＢＰ) Ｙ²］³ なお、面と面の間の媒質の屈折率はｄ線の屈折率で表
す。長さの単位はｍｍである。

【００３５】この実施例に関し、図３（ａ）は画像表示
素子の画像を観察する場合のＹ−Ｚ断面の光路図、図３
（ｂ）は外界の像を観察する場合のＹ−Ｚ断面の光路図
であり、図中、１は観察者の瞳位置、２は観察者視軸、
３は接眼光学系、４は画像表示素子、１１は接眼光学系
３の第１面、１２は接眼光学系３の正パワーを有する反
射面と透過面を形成する第２面、１３は接眼光学系３の
第３面、１４は接眼光学系３の第４面である。

【００３６】本実施例の仕様は、水平画角３０°、垂直
画角２２．７２°、射出瞳径は４ｍｍである。図３
（ａ）において、接眼光学系３であるプリズム体の内部
反射面の第２面１２、第３面１３は全反射条件を満たし
ている。そのため、反射面であるこの２つの面をハーフ
ミラーコーティングすることなく、電子像と外界像の両
方を観察することが可能となる。

【００３７】この実施例における実際の光線経路は、電
子像を観察する場合には、図３（ａ）に示すように、画
像表示素子４から発した光線束は、接眼光学系３の第４
面１４で屈折して接眼光学系３に入射し、第３面１３で
全反射し、第２面１２で全反射され、第１面１１で屈折
して接眼光学系３を射出し、観察者の瞳の虹彩位置又は
眼球の回旋中心を射出瞳１として観察者の眼球内に投影
される。

【００３８】外界像を観察する場合には、図３（ｂ）に
示すように、プリズム体３を図の時計回り方向に回転
し、上方に移動している。図３（ａ）の位置を基準にす
ると、時計回りに３０．１９°回転、Ｙ方向に２０．１
６ｍｍ移動させている。

【００３９】実際の使用においては、図１、図２に示す
ように、接眼光学系３の外側に液晶シャッター等の遮光
手段５を配備する。そして、画像表示素子４の画像を表
示し、遮光手段５で遮光することで、画像表示素子４の
画像を観察できる。また、画像表示素子４の画像を消
し、遮光手段５を透過状態にし、接眼光学系３を回転、
移動することで、外界像を観察することができる。次
に、上記実施例の構成パラメータを示す。

【００４０】面番号曲率半径間隔屈折率アッベ数（偏心量）（傾き角）１ ∞（瞳） 28.736 ２Ｒ_y 85.714 1.6200 60.30 Ｒ_x 46.018 Ｙ -10.163 θ -3.81° Ｋ_y -20.000000 Ｚ 0.000 Ｋ_x -6.903310 ＡＲ 0.161497 ×10^-5 ＢＲ -0.353389 ×10^-9 ＡＰ -0.189573 ＢＰ -0.293763 ３ -152.866 1.6200 60.30 Ｙ 4.363 θ 39.36° Ｚ 30.308 ４ -152.912 1.6200 60.30 Ｙ 3.066 θ 38.35° Ｚ 10.883 ５Ｒ_y -53.262 Ｙ 10.000 θ -17.11° Ｒ_x 141.921 Ｚ 60.600 Ｋ_y 0 Ｋ_x 0 ＡＲ -0.100878 ×10^-5 ＢＲ 0.152172 ×10^-9 ＡＰ -0.149575 ×10¹ ＢＰ 0.942350 ６（画像表示素子）Ｙ -36.324 θ -21.14° Ｚ 76.573 。

【００４１】以上、本発明の画像表示装置を実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定
されず種々の変形が可能である。本発明の画像表示装置
を頭部装着式画像表示装置（ＨＭＤ）２１として構成す
るには、図４（ａ）に断面図、同図（ｂ）に斜視図を示
すように、例えばヘッドバンド２０を取り付けて観察者
の頭部に装着して使用する。図４（ａ）は、図１の電子
像観察時の断面図である。

【００４２】以上の本発明の画像表示装置は例えば次の
ように構成することができる。〔１〕画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示
素子によって形成された画像を投影し観察者の眼球に導
く接眼光学系とからなる画像表示装置において、前記接
眼光学系は、光学面を少なくとも３面を有し、前記の少
なくとも３面によって形成される空間を屈折率が１より
大きい媒質によって満たされ、観察者視軸に対して偏心
するかあるいは傾いた少なくとも１つの正のパワーを有
する反射面を持ったプリズム体からなり、該プリズム体
は前記画像表示素子から発した光束を前記観察者の眼球
に導く第１の配置位置と、外界からの光束を通過させて
前記観察者の眼球に導く第２の配置位置との間で回動又
は移動可能に構成されていることを特徴とする画像表示
装置。

【００４３】〔２〕前記プリズム体を構成する面の
中、対向する２面は、前記第２の配置位置において、こ
の２面を通過する外界からの光束に対してパワーが略ゼ
ロとなることを特徴とする上記〔１〕記載の画像表示装
置。

【００４４】〔３〕前記第１の配置位置において、前
記画像表示素子から発した光束が前記プリズム体で内部
反射する際に、全反射条件を満たすように構成されてい
ることを特徴とする上記〔１〕記載の画像表示装置。

【００４５】〔４〕前記画像表示素子と前記接眼光学
系は同時に回動又は移動可能であることを特徴とする上
記〔１〕記載の画像表示装置。

【００４６】〔５〕前記接眼光学系の前記観察者と反
対側の面の外側に遮光手段が配設されたことを特徴とす
る上記〔１〕記載の画像表示装置。

【００４７】〔６〕前記の少なくとも１つの正のパワ
ーを有する反射面は、非球面であることを特徴とする上
記〔１〕記載の画像表示装置。

【００４８】〔７〕前記の少なくとも１つの正のパワ
ーを有する反射面は、アナモルフィック面であることを
特徴とする上記〔６〕記載の画像表示装置。

【００４９】〔８〕前記の少なくとも１つの正のパワ
ーを有する反射面は、自由曲面であることを特徴とする
上記〔６〕記載の画像表示装置。

【００５０】

〔９〕前記画像表示素子と前記接眼光学
系を前記観察者頭部に対して位置決めする位置決め手段
を有することを特徴とする上記〔１〕から〔８〕の何れ
か１項記載の画像表示装置。

【００５１】〔１０〕前記画像表示素子と前記接眼光
学系を前記観察者頭部に対して支持する支持手段を有
し、前記観察者頭部に装着できることを特徴とする上記
〔１〕から

〔９〕の何れか１項記載の画像表示装置。

【００５２】〔１１〕前記画像表示装置の少なくとも
２組を一定の間隔で支持する支持手段を有することを特
徴とする上記〔１〕から〔１０〕の何れか１項記載の画
像表示装置。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像表示装置によると、広い観察画角で小型軽量で、
しかも、接眼光学系の光学素子以外に特別な光学素子を
用いることなく、簡単な操作で外界像を観察することが
可能な頭部装着式画像表示装置に好適な画像表示装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の電子像観察時の状態を
示す図である。

【図２】本発明の画像表示装置の外界像観察時の状態を
示す図である。

【図３】本発明の１実施例の断面光路図である。

【図４】本発明による頭部装着式画像表示装置の断面図
と斜視図である。

【符号の説明】

１…観察者瞳位置２…観察者視軸３…接眼光学系４…画像表示素子５…遮光手段１１…接眼光学系の第１面１２…接眼光学系の第２面１３…接眼光学系の第３面１４…接眼光学系の第４面２０…ヘッドバンド２１…頭部装着式画像表示装置（ＨＭＤ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を表示する画像表示素子と、前記画
像表示素子によって形成された画像を投影し観察者の眼
球に導く接眼光学系とからなる画像表示装置において、前記接眼光学系は、光学面を少なくとも３面を有し、前
記の少なくとも３面によって形成される空間を屈折率が
１より大きい媒質によって満たされ、観察者視軸に対し
て偏心するかあるいは傾いた少なくとも１つの正のパワ
ーを有する反射面を持ったプリズム体からなり、該プリ
ズム体は前記画像表示素子から発した光束を前記観察者
の眼球に導く第１の配置位置と、外界からの光束を通過
させて前記観察者の眼球に導く第２の配置位置との間で
回動又は移動可能に構成されていることを特徴とする画
像表示装置。
【請求項２】前記プリズム体を構成する面の中、対向
する２面は、前記第２の配置位置において、この２面を
通過する外界からの光束に対してパワーが略ゼロとなる
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】前記第１の配置位置において、前記画像
表示素子から発した光束が前記プリズム体で内部反射す
る際に、全反射条件を満たすように構成されていること
を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。