JPH0974532A - 映像表示装置 - Google Patents
映像表示装置Info
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- JPH0974532A JPH0974532A JP22885495A JP22885495A JPH0974532A JP H0974532 A JPH0974532 A JP H0974532A JP 22885495 A JP22885495 A JP 22885495A JP 22885495 A JP22885495 A JP 22885495A JP H0974532 A JPH0974532 A JP H0974532A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表示素子の画面のアスペクト比を変換するた
めに縦横倍率の異なる接眼光学系を用いる場合に、瞳の
非点収差に起因して映像の一部が観察できなくなること
を防止する。 【解決手段】 表示素子３と、表示素子３を照明するた
めの点光源１と、光源１からの光を表示素子３に向ける
照明光学系２’と、表示素子３に表示される映像を観察
者眼球Ａに投影するための接眼光学系４とを備え、接眼
光学系４は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少
なくとも１面に回転非対称面を有し、照明光学系２’も
少なくとも１面に回転非対称面を有する。
めに縦横倍率の異なる接眼光学系を用いる場合に、瞳の
非点収差に起因して映像の一部が観察できなくなること
を防止する。 【解決手段】 表示素子３と、表示素子３を照明するた
めの点光源１と、光源１からの光を表示素子３に向ける
照明光学系２’と、表示素子３に表示される映像を観察
者眼球Ａに投影するための接眼光学系４とを備え、接眼
光学系４は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少
なくとも１面に回転非対称面を有し、照明光学系２’も
少なくとも１面に回転非対称面を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示装置に関
し、特に、使用者の頭部もしくは顔面に保持して眼球に
映像を投影する小型の頭部又は顔面装着式映像表示装置
に関するものである。
し、特に、使用者の頭部もしくは顔面に保持して眼球に
映像を投影する小型の頭部又は顔面装着式映像表示装置
に関するものである。
【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に保持する映
像表示装置が開発されている。
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に保持する映
像表示装置が開発されている。
【０００３】このような顔面装着式映像表示装置におい
て、従来、画面の縦横寸法比（アスペクト比）が３：４
のノーマルサイズの２次元表示素子に表示される映像
を、ワイドサイズである９：１６のアスペクト比の映像
に変換する方法に、縦方向と横方向で焦点距離の異なる
光学素子を使用して、縦方向に比較して横方向の倍率を
大きくして、観察者に投影する方法がある（特開平４−
９７６７１号）。
て、従来、画面の縦横寸法比（アスペクト比）が３：４
のノーマルサイズの２次元表示素子に表示される映像
を、ワイドサイズである９：１６のアスペクト比の映像
に変換する方法に、縦方向と横方向で焦点距離の異なる
光学素子を使用して、縦方向に比較して横方向の倍率を
大きくして、観察者に投影する方法がある（特開平４−
９７６７１号）。
【０００４】この方法を図８に示すような顔面装着式映
像表示装置ＦＭＤの接眼光学系に応用した場合、ノーマ
ルサイズの映像表示範囲を持つ液晶表示素子（以下、Ｌ
ＣＤと呼ぶ。）に表示される映像を、装着者Ｍの眼球に
横長の映像として投影するためには、接眼光学系の縦方
向の焦点距離ｆ2vに対して横方向の焦点距離ｆ2hは、 ｆ2h＜ｆ2v ・・・（１） の関係を満足する必要がある。特に、３：４のアスペク
ト比の映像表示範囲を持つＬＣＤに表示される映像を眼
球に９：１６のアスペクト比の映像として投影するため
には、 ｆ2h≒３／４・ｆ2v ・・・（２） となるように、シリンドリカルレンズもしくはアナモル
フィックレンズを使用するとよい。
像表示装置ＦＭＤの接眼光学系に応用した場合、ノーマ
ルサイズの映像表示範囲を持つ液晶表示素子（以下、Ｌ
ＣＤと呼ぶ。）に表示される映像を、装着者Ｍの眼球に
横長の映像として投影するためには、接眼光学系の縦方
向の焦点距離ｆ2vに対して横方向の焦点距離ｆ2hは、 ｆ2h＜ｆ2v ・・・（１） の関係を満足する必要がある。特に、３：４のアスペク
ト比の映像表示範囲を持つＬＣＤに表示される映像を眼
球に９：１６のアスペクト比の映像として投影するため
には、 ｆ2h≒３／４・ｆ2v ・・・（２） となるように、シリンドリカルレンズもしくはアナモル
フィックレンズを使用するとよい。
【０００５】このとき、ＬＣＤを面光源で照明すると、
光学素子の口径に比べて瞳径が無視できる程小さくない
ため、非点収差が発生し像が見難くなる欠点がある。こ
れを解決するために、図９に光路を示すように、照明系
に点光源１とコリメーターレンズ２を使用することで、
収差の影響を取り除く方法がある。
光学素子の口径に比べて瞳径が無視できる程小さくない
ため、非点収差が発生し像が見難くなる欠点がある。こ
れを解決するために、図９に光路を示すように、照明系
に点光源１とコリメーターレンズ２を使用することで、
収差の影響を取り除く方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
ように照明系に点光源１とコリメーターレンズ２を使用
すると、図示したように、接眼光学系４の縦方向の焦点
距離に対し横方向の焦点距離が短くなるため、光軸を通
りＬＣＤ３の画面横方向の各点から射出する主光線が接
眼光学系４で屈折され光軸と交わる点（横方向の瞳位
置）Ｅh と、光軸を通りＬＣＤ３の画面縦方向の各点か
ら射出する主光線が接眼光学系４で屈折され光軸と交わ
る点（縦方向の瞳位置）Ｅv が異なり、縦方向の瞳位置
Ｅv が横方向の瞳位置Ｅに比べて眼球側に位置すること
になる。
ように照明系に点光源１とコリメーターレンズ２を使用
すると、図示したように、接眼光学系４の縦方向の焦点
距離に対し横方向の焦点距離が短くなるため、光軸を通
りＬＣＤ３の画面横方向の各点から射出する主光線が接
眼光学系４で屈折され光軸と交わる点（横方向の瞳位
置）Ｅh と、光軸を通りＬＣＤ３の画面縦方向の各点か
ら射出する主光線が接眼光学系４で屈折され光軸と交わ
る点（縦方向の瞳位置）Ｅv が異なり、縦方向の瞳位置
Ｅv が横方向の瞳位置Ｅに比べて眼球側に位置すること
になる。
【０００７】この瞳位置のずれが大きいと、図１０に示
すように、横方向の瞳位置Ｅh に瞳孔を一致させた場合
（図（ａ））、縦方向の光束の外側の光線は瞳孔を通過
できない（図（ｂ））。このため、図１１（ａ）に示す
ような映像を観察した場合、図１１（ｂ）に示すように
上下部分の映像が一部観察できなくなる。同様に、縦方
向の瞳位置Ｅv に瞳孔を一致させた場合、図１１（ｃ）
に示すように左右部分の映像が一部観察できなくなる。
すように、横方向の瞳位置Ｅh に瞳孔を一致させた場合
（図（ａ））、縦方向の光束の外側の光線は瞳孔を通過
できない（図（ｂ））。このため、図１１（ａ）に示す
ような映像を観察した場合、図１１（ｂ）に示すように
上下部分の映像が一部観察できなくなる。同様に、縦方
向の瞳位置Ｅv に瞳孔を一致させた場合、図１１（ｃ）
に示すように左右部分の映像が一部観察できなくなる。
【０００８】本発明は従来技術の上記問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、表示素子の画面のアス
ペクト比を変換するために接眼光学系として縦横倍率の
異なる光学系を用いた顔面装着式映像表示装置等の映像
表示装置において、瞳の非点収差に起因して映像の一部
が観察できなくなることを防止し、画面全面を観察でき
るようにすることである。
されたものであり、その目的は、表示素子の画面のアス
ペクト比を変換するために接眼光学系として縦横倍率の
異なる光学系を用いた顔面装着式映像表示装置等の映像
表示装置において、瞳の非点収差に起因して映像の一部
が観察できなくなることを防止し、画面全面を観察でき
るようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の映像表示装置は、２次元表示素子と、前記２次元表
示素子を照明するための光源と、前記光源からの光を前
記２次元表示素子に向ける照明光学系と、前記２次元表
示素子に表示される映像を観察者眼球に投影するための
接眼光学系とを備えた映像表示装置において、前記接眼
光学系は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少な
くとも１面に回転非対称面を有し、前記光源が点光源で
あり、前記照明光学系は少なくとも１面に回転非対称面
を有することを特徴とするものである。
明の映像表示装置は、２次元表示素子と、前記２次元表
示素子を照明するための光源と、前記光源からの光を前
記２次元表示素子に向ける照明光学系と、前記２次元表
示素子に表示される映像を観察者眼球に投影するための
接眼光学系とを備えた映像表示装置において、前記接眼
光学系は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少な
くとも１面に回転非対称面を有し、前記光源が点光源で
あり、前記照明光学系は少なくとも１面に回転非対称面
を有することを特徴とするものである。
【００１０】この場合、接眼光学系をレンズで構成し、
少なくとも１面に回転非対称面を含むようにすることが
望ましい。より具体的には、その回転非対称面をシリン
ドリカル面もしくはアナモルフィック面とすることがで
きる。
少なくとも１面に回転非対称面を含むようにすることが
望ましい。より具体的には、その回転非対称面をシリン
ドリカル面もしくはアナモルフィック面とすることがで
きる。
【００１１】上記の本発明においては、照明光学系中に
少なくとも１面回転非対称面を配置して映像のアスペク
ト比を変換するため、接眼光学系中に配置された回転非
対称面で発生する瞳の非点収差を除去することができ、
この収差に起因して映像の一部が観察できなくなること
を防止して画面全面が観察でき、かつ、観察される映像
に非点収差を発生させない。
少なくとも１面回転非対称面を配置して映像のアスペク
ト比を変換するため、接眼光学系中に配置された回転非
対称面で発生する瞳の非点収差を除去することができ、
この収差に起因して映像の一部が観察できなくなること
を防止して画面全面が観察でき、かつ、観察される映像
に非点収差を発生させない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の映像表示装置の原
理といくつかの実施例について、図面を参照にして説明
する。本発明の映像表示装置は、図１に光路を示すよう
に、接眼光学系４としてアナモルフィックレンズもしく
はシリンドリカルレンズを使用し、横方向の焦点距離よ
りも縦方向の焦点距離が長くなるようにし、照明光源と
して点光源１を使用し、照明光学系２’にアナモルフィ
ックレンズもしくはシリンドリカルレンズを使用し、横
方向の焦点距離よりも縦方向の焦点距離が短くなるよう
にする。
理といくつかの実施例について、図面を参照にして説明
する。本発明の映像表示装置は、図１に光路を示すよう
に、接眼光学系４としてアナモルフィックレンズもしく
はシリンドリカルレンズを使用し、横方向の焦点距離よ
りも縦方向の焦点距離が長くなるようにし、照明光源と
して点光源１を使用し、照明光学系２’にアナモルフィ
ックレンズもしくはシリンドリカルレンズを使用し、横
方向の焦点距離よりも縦方向の焦点距離が短くなるよう
にする。
【００１３】照明光学系２’としてアナモフィックレン
ズもしくはシリンドリカルレンズを使用することによ
り、照明光学系２’の横方向の焦点距離を縦方向の焦点
距離に対して長くして、照明光学系２’と接眼光学系４
による点光源１の共役位置を、図１の実線で示すよう
に、横方向と縦方向で一致するように設定できる。な
お、図１の点線は、照明光学系２’を図９のように回転
対称の光学系で構成した場合を示す。
ズもしくはシリンドリカルレンズを使用することによ
り、照明光学系２’の横方向の焦点距離を縦方向の焦点
距離に対して長くして、照明光学系２’と接眼光学系４
による点光源１の共役位置を、図１の実線で示すよう
に、横方向と縦方向で一致するように設定できる。な
お、図１の点線は、照明光学系２’を図９のように回転
対称の光学系で構成した場合を示す。
【００１４】図２の説明図を用いてこのことを説明する
と、照明光学系２’及び接眼光学系４を薄肉レンズと考
えて、点光源１と照明光学系２’の距離をｄ1 、照明光
学系２’と接眼光学系４の距離をｄ2 、接眼光学系４と
瞳Ｅの距離をｄ3 、照明光学系２’と照明光学系２’に
よる点光源１の共役位置までの距離をｔ、照明光学系
２’の焦点距離をｆ1 、接眼光学系４の焦点距離をｆ2
とすると、 ｄ3 ＝ｆ2 （ｄ2 −ｔ）／｛ｆ2 ＋（ｄ2 −ｔ）｝ ・・・（３） ｔ＝ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ） ・・・（４） の関係を満足する。（３）、（４）式より、 ｄ3 ＝［ｆ2 ｛ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ）｝］ ÷［ｆ2 ＋｛ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ）｝］ ＝（ｆ1 ｆ2 ｄ2 ＋ｆ2 ｄ1 ｄ2 −ｆ1 ｆ1 ｄ1 ） ÷（ｆ1 ｆ2 ＋ｆ1 ｄ2 ＋ｆ2 ｄ1 ＋ｄ1 ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ） ・・・（５） となる。ここで、図１のように、照明光学系２’及び接
眼光学系４としてアナモフィックレンズもしくはシリン
ドリカルレンズを使用すると、ｔ、ｄ3 及びｆ1、ｆ2
は縦横で値が異なる。
と、照明光学系２’及び接眼光学系４を薄肉レンズと考
えて、点光源１と照明光学系２’の距離をｄ1 、照明光
学系２’と接眼光学系４の距離をｄ2 、接眼光学系４と
瞳Ｅの距離をｄ3 、照明光学系２’と照明光学系２’に
よる点光源１の共役位置までの距離をｔ、照明光学系
２’の焦点距離をｆ1 、接眼光学系４の焦点距離をｆ2
とすると、 ｄ3 ＝ｆ2 （ｄ2 −ｔ）／｛ｆ2 ＋（ｄ2 −ｔ）｝ ・・・（３） ｔ＝ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ） ・・・（４） の関係を満足する。（３）、（４）式より、 ｄ3 ＝［ｆ2 ｛ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ）｝］ ÷［ｆ2 ＋｛ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ／（ｆ1 ＋ｄ1 ）｝］ ＝（ｆ1 ｆ2 ｄ2 ＋ｆ2 ｄ1 ｄ2 −ｆ1 ｆ1 ｄ1 ） ÷（ｆ1 ｆ2 ＋ｆ1 ｄ2 ＋ｆ2 ｄ1 ＋ｄ1 ｄ2 −ｆ1 ｄ1 ） ・・・（５） となる。ここで、図１のように、照明光学系２’及び接
眼光学系４としてアナモフィックレンズもしくはシリン
ドリカルレンズを使用すると、ｔ、ｄ3 及びｆ1、ｆ2
は縦横で値が異なる。
【００１５】上記（５）式で、縦方向と横方向でｄ3 が
一致するようにｆ1 の縦方向及び横方向の値を設定すれ
ば、点光源１の共役位置を横方向と縦方向で瞳Ｅ位置に
一致させることができ、この一致した瞳Ｅ位置に瞳孔を
位置させることにより、映像全面を観察することができ
る。
一致するようにｆ1 の縦方向及び横方向の値を設定すれ
ば、点光源１の共役位置を横方向と縦方向で瞳Ｅ位置に
一致させることができ、この一致した瞳Ｅ位置に瞳孔を
位置させることにより、映像全面を観察することができ
る。
【００１６】次に、顔面装着式映像表示装置のいくつか
の形式の光学系に本発明の原理を適用した実施例を説明
する。 〔実施例１〕図３に実施例１の光学系を示す。この映像
表示装置の光学系は、２次元表示素子として用いるＬＣ
Ｄ３と、そのＬＣＤ３を背後から照明するための点光源
１と、少なくとも１面にシリンドリカルレンズもしくは
アナモルフィックレンズを含み、点光源１のからの光を
ＬＣＤ３に向ける照明光学系２’と、ＬＣＤ３に表示さ
れた映像を観察者眼球Ａに投影するための少なくとも１
面にシリンドリカルレンズもしくはアナモルフィックレ
ンズを含む接眼光学系４を同軸に備えた映像表示装置で
ある。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線は縦方
向の光路を示す。
の形式の光学系に本発明の原理を適用した実施例を説明
する。 〔実施例１〕図３に実施例１の光学系を示す。この映像
表示装置の光学系は、２次元表示素子として用いるＬＣ
Ｄ３と、そのＬＣＤ３を背後から照明するための点光源
１と、少なくとも１面にシリンドリカルレンズもしくは
アナモルフィックレンズを含み、点光源１のからの光を
ＬＣＤ３に向ける照明光学系２’と、ＬＣＤ３に表示さ
れた映像を観察者眼球Ａに投影するための少なくとも１
面にシリンドリカルレンズもしくはアナモルフィックレ
ンズを含む接眼光学系４を同軸に備えた映像表示装置で
ある。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線は縦方
向の光路を示す。
【００１７】接眼光学系４にシリンドリカルレンズもし
くはアナモルフィックレンズを含ませて、横方向の焦点
距離を縦方向の焦点距離に対して短くすることで、横方
向の拡大倍率を縦方向の拡大倍率に対して大きくさせて
いる。
くはアナモルフィックレンズを含ませて、横方向の焦点
距離を縦方向の焦点距離に対して短くすることで、横方
向の拡大倍率を縦方向の拡大倍率に対して大きくさせて
いる。
【００１８】これにより、画面が例えば３：４のアスペ
クト比のＬＣＤ３を使用して、９：１６のアスペクト比
の映像を眼球Ａに投影することが可能である。
クト比のＬＣＤ３を使用して、９：１６のアスペクト比
の映像を眼球Ａに投影することが可能である。
【００１９】また、ＬＣＤ３を照明するための光源を点
光源１とし、照明光学系２’に少なくとも１面にシリン
ドリカルレンズもしくはアナモルフィックレンズを含ま
せることで、観察される映像に非点収差を発生させず、
また、瞳における非点収差を発生させないようにしてい
る。
光源１とし、照明光学系２’に少なくとも１面にシリン
ドリカルレンズもしくはアナモルフィックレンズを含ま
せることで、観察される映像に非点収差を発生させず、
また、瞳における非点収差を発生させないようにしてい
る。
【００２０】〔実施例２〕図４に実施例２の光学系を示
す。この映像表示装置の光学系は、実施例１における照
明光学系２’を反射鏡２０に置き換えている。そして、
反射鏡２０の形状はアナモルフィック面になっており、
実施例１における照明光学系２’と同様の作用をしてい
る。すなわち、２次元表示素子として用いるＬＣＤ３
と、そのＬＣＤ３を背後から照明するための点光源１
と、点光源１からの光をＬＣＤ３に向ける照明光学系
２’としてのアナモルフィック面からなる反射鏡２０
と、ＬＣＤ３に表示された映像を観察者眼球Ａに投影す
るための少なくとも１面にシリンドリカルレンズもしく
はアナモルフィックレンズを含む接眼光学系４を同軸に
備えた映像表示装置である。光学系の作用は実施例１と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示す。
す。この映像表示装置の光学系は、実施例１における照
明光学系２’を反射鏡２０に置き換えている。そして、
反射鏡２０の形状はアナモルフィック面になっており、
実施例１における照明光学系２’と同様の作用をしてい
る。すなわち、２次元表示素子として用いるＬＣＤ３
と、そのＬＣＤ３を背後から照明するための点光源１
と、点光源１からの光をＬＣＤ３に向ける照明光学系
２’としてのアナモルフィック面からなる反射鏡２０
と、ＬＣＤ３に表示された映像を観察者眼球Ａに投影す
るための少なくとも１面にシリンドリカルレンズもしく
はアナモルフィックレンズを含む接眼光学系４を同軸に
備えた映像表示装置である。光学系の作用は実施例１と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示す。
【００２１】〔実施例３〕図５に実施例３の光学系を示
す。この実施例は、実施例１における接眼光学系４を、
ＬＣＤ３の中心軸に対して傾けて配置されたビームスプ
リッター４１と、ビームスプリッター４１による光束の
透過又は反射側（図の場合は透過側）に配置されたアナ
モルフィック反射面４２とで構成された接眼光学系４０
に置き換えたものである。このアナモルフィック反射面
４２が映像のアスペクト比を変換する作用をする。すな
わち、この接眼光学系４０においては、ＬＣＤ３から光
は、ビームスプリッター４１を透過又は反射（図の場合
は透過）し、アナモルフィック反射面４２で収束光に変
換された反射光は今度はビームスプリッター４１で反射
又は透過（図の場合は反射）され、ＬＣＤ３に表示され
た映像を横方向の拡大倍率を縦方向の拡大倍率に対して
大きくして観察者眼球Ａに投影するものである。
す。この実施例は、実施例１における接眼光学系４を、
ＬＣＤ３の中心軸に対して傾けて配置されたビームスプ
リッター４１と、ビームスプリッター４１による光束の
透過又は反射側（図の場合は透過側）に配置されたアナ
モルフィック反射面４２とで構成された接眼光学系４０
に置き換えたものである。このアナモルフィック反射面
４２が映像のアスペクト比を変換する作用をする。すな
わち、この接眼光学系４０においては、ＬＣＤ３から光
は、ビームスプリッター４１を透過又は反射（図の場合
は透過）し、アナモルフィック反射面４２で収束光に変
換された反射光は今度はビームスプリッター４１で反射
又は透過（図の場合は反射）され、ＬＣＤ３に表示され
た映像を横方向の拡大倍率を縦方向の拡大倍率に対して
大きくして観察者眼球Ａに投影するものである。
【００２２】この実施例においても、実施例１と同様、
ＬＣＤ３を照明するための光源を点光源１とし、照明光
学系２’に少なくとも１面にシリンドリカルレンズもし
くはアナモルフィックレンズを含ませることで、観察さ
れる映像に非点収差を発生させず、また、瞳における非
点収差を発生させないようにしている。なお、図中、点
線は横方向の光路を、実線は縦方向の光路を示すが、光
学系全体が同軸でないので、縦方向の光路は実際には図
に垂直な断面内を通る。
ＬＣＤ３を照明するための光源を点光源１とし、照明光
学系２’に少なくとも１面にシリンドリカルレンズもし
くはアナモルフィックレンズを含ませることで、観察さ
れる映像に非点収差を発生させず、また、瞳における非
点収差を発生させないようにしている。なお、図中、点
線は横方向の光路を、実線は縦方向の光路を示すが、光
学系全体が同軸でないので、縦方向の光路は実際には図
に垂直な断面内を通る。
【００２３】〔実施例４〕図６に実施例４の光学系を示
す。この実施例は、実施例１における接眼光学系４を偏
心反射鏡４３に置き換えたものである。この偏心反射鏡
４３はアナモルフィック反射面であり、映像のアスペク
ト比を変換する作用をする。光学系の作用は実施例１と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示すが、光学系全体が同軸でないの
で、縦方向の光路は実際には図に垂直な断面内を通る。
す。この実施例は、実施例１における接眼光学系４を偏
心反射鏡４３に置き換えたものである。この偏心反射鏡
４３はアナモルフィック反射面であり、映像のアスペク
ト比を変換する作用をする。光学系の作用は実施例１と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示すが、光学系全体が同軸でないの
で、縦方向の光路は実際には図に垂直な断面内を通る。
【００２４】〔実施例５〕図７に実施例５の光学系を示
す。この実施例は、実施例２における接眼光学系４を偏
心反射鏡４３に置き換えたものである。この偏心反射鏡
４３はアナモルフィック反射面であり、映像のアスペク
ト比を変換する作用をする。光学系の作用は実施例２と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示すが、光学系全体が同軸でないの
で、縦方向の光路は実際には図に垂直な断面内を通る。
す。この実施例は、実施例２における接眼光学系４を偏
心反射鏡４３に置き換えたものである。この偏心反射鏡
４３はアナモルフィック反射面であり、映像のアスペク
ト比を変換する作用をする。光学系の作用は実施例２と
同様である。なお、図中、点線は横方向の光路を、実線
は縦方向の光路を示すが、光学系全体が同軸でないの
で、縦方向の光路は実際には図に垂直な断面内を通る。
【００２５】なお、以上の実施例１〜５の光学系は、例
えば図８に斜視図を示すように、観察者Ｍの顔面に装着
して映像観察に用いる顔面装着式映像表示装置ＦＭＤの
左右の接眼光学系に用いることができる。
えば図８に斜視図を示すように、観察者Ｍの顔面に装着
して映像観察に用いる顔面装着式映像表示装置ＦＭＤの
左右の接眼光学系に用いることができる。
【００２６】以上の本発明の映像表示装置は、例えば次
のように構成することができる。
のように構成することができる。
【００２７】〔１〕 ２次元表示素子と、前記２次元表
示素子を照明するための光源と、前記光源からの光を前
記２次元表示素子に向ける照明光学系と、前記２次元表
示素子に表示される映像を観察者眼球に投影するための
接眼光学系とを備えた映像表示装置において、前記接眼
光学系は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少な
くとも１面に回転非対称面を有し、前記光源が点光源で
あり、前記照明光学系は少なくとも１面に回転非対称面
を有することを特徴とする映像表示装置。
示素子を照明するための光源と、前記光源からの光を前
記２次元表示素子に向ける照明光学系と、前記２次元表
示素子に表示される映像を観察者眼球に投影するための
接眼光学系とを備えた映像表示装置において、前記接眼
光学系は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるように少な
くとも１面に回転非対称面を有し、前記光源が点光源で
あり、前記照明光学系は少なくとも１面に回転非対称面
を有することを特徴とする映像表示装置。
【００２８】〔２〕 前記接眼光学系がレンズで構成さ
れており、少なくとも１面に回転非対称面を含むことを
特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
れており、少なくとも１面に回転非対称面を含むことを
特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
【００２９】〔３〕 前記回転非対称面がシリンドリカ
ル面もしくはアナモルフィック面であることを特徴とす
る上記〔２〕記載の映像表示装置。
ル面もしくはアナモルフィック面であることを特徴とす
る上記〔２〕記載の映像表示装置。
【００３０】〔４〕 前記接眼光学系が、前記２次元表
示素子の中心軸に対して傾けて配置されたビームスプリ
ッターと、前記ビームスプリッターによる光束の透過又
は反射側に配されたアナモルフィック反射面とで構成さ
れていることを特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装
置。
示素子の中心軸に対して傾けて配置されたビームスプリ
ッターと、前記ビームスプリッターによる光束の透過又
は反射側に配されたアナモルフィック反射面とで構成さ
れていることを特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装
置。
【００３１】〔５〕 前記接眼光学系が拡大反射鏡で構
成されており、前記拡大反射鏡が回転非対称面からなる
ことを特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
成されており、前記拡大反射鏡が回転非対称面からなる
ことを特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
【００３２】〔６〕 前記照明光学系がレンズで構成さ
れており、少なくとも１面に回転非対称面を含むことを
特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
れており、少なくとも１面に回転非対称面を含むことを
特徴とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
【００３３】〔７〕 前記照明光学系が回転非対称面か
らなる反射鏡で構成されていることを特徴とする上記
〔１〕記載の映像表示装置。
らなる反射鏡で構成されていることを特徴とする上記
〔１〕記載の映像表示装置。
【００３４】〔８〕 前記接眼光学の横方向の拡大倍率
が縦方向の拡大倍率より大きく、前記照明光学系の縦方
向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短いことを特徴
とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
が縦方向の拡大倍率より大きく、前記照明光学系の縦方
向の焦点距離が横方向の焦点距離よりも短いことを特徴
とする上記〔１〕記載の映像表示装置。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の映像表示装置によると、照明光学系中に少なくとも１
面回転非対称面を配置して映像のアスペクト比を変換す
るため、接眼光学系中に配置された回転非対称面で発生
する瞳の非点収差を除去することができ、この収差に起
因して映像の一部が観察できなくなることを防止して画
面全面が観察でき、かつ、観察される映像に非点収差を
発生させない。
の映像表示装置によると、照明光学系中に少なくとも１
面回転非対称面を配置して映像のアスペクト比を変換す
るため、接眼光学系中に配置された回転非対称面で発生
する瞳の非点収差を除去することができ、この収差に起
因して映像の一部が観察できなくなることを防止して画
面全面が観察でき、かつ、観察される映像に非点収差を
発生させない。
【図１】本発明の映像表示装置の基本構成における光路
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１の構成の説明図である。
【図３】実施例１の映像表示装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図４】実施例２の映像表示装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図５】実施例３の映像表示装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図６】実施例４の映像表示装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図７】実施例５の映像表示装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明による光学系を適用する顔面装着式映像
表示装置の斜視図である。
表示装置の斜視図である。
【図９】従来の１提案に係る映像表示装置の光路を示す
図である。
図である。
【図１０】図９の構成では映像が一部観察できなくなる
ことを示す図である。
ことを示す図である。
【図１１】図９の構成での表示像と観察像を示す図であ
る。
る。
１…点光源 ２’… 照明光学系 ３…ＬＣＤ ４…接眼光学系 ２０…反射鏡 ４０…接眼光学系 ４１…ビームスプリッター ４２…アナモルフィック反射面 ４３…偏心反射鏡 Ｅ…瞳 Ａ…眼球 Ｍ…観察者（装着者） ＦＭＤ…顔面装着式映像表示装置
Claims (3)
- 【請求項１】 ２次元表示素子と、前記２次元表示素子
を照明するための光源と、前記光源からの光を前記２次
元表示素子に向ける照明光学系と、前記２次元表示素子
に表示される映像を観察者眼球に投影するための接眼光
学系とを備えた映像表示装置において、 前記接眼光学系は縦方向と横方向で拡大倍率が異なるよ
うに少なくとも１面に回転非対称面を有し、前記光源が
点光源であり、前記照明光学系は少なくとも１面に回転
非対称面を有することを特徴とする映像表示装置。 - 【請求項２】 前記接眼光学系がレンズで構成されてお
り、少なくとも１面に回転非対称面を含むことを特徴と
する請求項１記載の映像表示装置。 - 【請求項３】 前記回転非対称面がシリンドリカル面も
しくはアナモルフィック面であることを特徴とする請求
項２記載の映像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22885495A JPH0974532A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22885495A JPH0974532A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 映像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974532A true JPH0974532A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16882924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22885495A Withdrawn JPH0974532A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0974532A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6894842B2 (en) | 2001-07-18 | 2005-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical system, image display apparatus, and image display system |
| JP2018132772A (ja) * | 2016-02-23 | 2018-08-23 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP2019521384A (ja) * | 2016-07-05 | 2019-07-25 | ビュージックス コーポレーションＶｕｚｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 光結合を用いた頭部装着型画像装置 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP22885495A patent/JPH0974532A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6894842B2 (en) | 2001-07-18 | 2005-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical system, image display apparatus, and image display system |
| JP2018132772A (ja) * | 2016-02-23 | 2018-08-23 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP2019521384A (ja) * | 2016-07-05 | 2019-07-25 | ビュージックス コーポレーションＶｕｚｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 光結合を用いた頭部装着型画像装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |