JPH11224061A - Video display device - Google Patents
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- JPH11224061A JPH11224061A JP2685898A JP2685898A JPH11224061A JP H11224061 A JPH11224061 A JP H11224061A JP 2685898 A JP2685898 A JP 2685898A JP 2685898 A JP2685898 A JP 2685898A JP H11224061 A JPH11224061 A JP H11224061A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走査手段により光
を走査して1次元または2次元の映像を形成し、それを
表示する走査型映像表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning type image display device which forms a one-dimensional or two-dimensional image by scanning light with a scanning means and displays the image.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザーを光源として、そのビームを走
査して2次元映像を表示するレーザー走査型映像表示装
置は、液晶ディスプレイなどの2次元表示素子を用いる
表示装置よりもコントラストが高い、色再現性が優れて
いる、消費電力が小さいなどさまざまな利点が上げられ
る。2. Description of the Related Art A laser scanning type image display device which uses a laser as a light source to scan a beam thereof to display a two-dimensional image has a higher contrast and a higher color reproduction than a display device using a two-dimensional display element such as a liquid crystal display. Various advantages, such as excellent performance and low power consumption, can be obtained.
【0003】走査型映像表示装置の従来例としては、図
9に示す頭部搭載型映像表示装置(HMD)がある。図
9には、HMDの光学系を上から見た概略図を示す。1
01は、入射する光を水平方向に走査する主走査手段で
ある。主走査手段101には、横から見た図Aに示すよ
うに、映像信号により変調されるレーザー光源102で
発光された光がコンデンサーレンズ103により集光さ
れ入射する。As a conventional example of a scanning type video display device, there is a head mounted video display device (HMD) shown in FIG. FIG. 9 is a schematic view of the optical system of the HMD viewed from above. 1
A main scanning unit 01 scans incident light in a horizontal direction. As shown in FIG. A viewed from the side, light emitted from a laser light source 102 modulated by a video signal is condensed by a condenser lens 103 and enters the main scanning unit 101.
【0004】104は、主走査手段101からの光を垂
直方向に走査する副走査手段である。105は、副走査
手段104からの光を反射して凹面鏡に与えるととも
に、凹面鏡からの光を透過して観察者の瞳に与えるハー
フミラーである。106は、観察者の瞳に虚像を投影す
る凹面鏡である。尚、主走査手段101は凹面鏡106
を介して観察者の瞳位置と略共役となる位置に構成され
ている。A sub-scanning unit 104 scans light from the main scanning unit 101 in the vertical direction. Reference numeral 105 denotes a half mirror that reflects the light from the sub-scanning unit 104 and provides the light to the concave mirror, and transmits the light from the concave mirror and provides the light to the pupil of the observer. 106 is a concave mirror that projects a virtual image on the pupil of the observer. The main scanning means 101 is a concave mirror 106
Through the pupil position of the observer.
【0005】走査型映像表示装置の走査手段としては、
従来からポリゴンミラーやガルバノミラーが知られてい
る。これらの走査手段は、ミラーを回転・振動させるこ
とにより光の反射方向を変え、光を走査するものであ
る。The scanning means of the scanning type video display device includes:
Conventionally, a polygon mirror and a galvanometer mirror are known. These scanning means change light reflection direction by rotating and oscillating a mirror to scan light.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の走査手段を用いた映像表示装置において、高精細で
十分な瞳径を有する映像を表示するためには、大きなミ
ラーを大きい振幅で振動させる必要があり、装置全体の
小型化が困難であった。さらに、高精細な映像を表示す
るためには、走査周波数が非常に高いことが要求される
が、高速振動に耐える強度を有するミラーを構成するた
めには、高価な材料を用いる必要があり、コストが高か
った。また、大きなミラーの高速振動は困難であるとい
う問題点があった。However, in order to display a high-definition image having a sufficient pupil diameter in an image display apparatus using the above-described conventional scanning means, it is necessary to vibrate a large mirror with a large amplitude. Therefore, it was difficult to reduce the size of the entire apparatus. Furthermore, in order to display a high-definition image, a very high scanning frequency is required, but in order to configure a mirror having strength that can withstand high-speed vibration, it is necessary to use an expensive material, Cost was high. In addition, there is a problem that high-speed vibration of a large mirror is difficult.
【0007】本発明は、上記問題点を鑑みて、走査周波
数が非常に高く、かつコンパクトな映像表示装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a compact video display device having a very high scanning frequency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の映像表示装置は、発光する光の強
度変調可能な光源と、焦点距離が変動可能な光学素子
と、入射光を拡散するスクリーンとを備え、前記光学素
子は前記光源からの光を前記スクリーン上に結像すると
ともに焦点距離を変動することにより前記スクリーン上
の結像位置を移動させ1次元または2次元の映像を前記
スクリーン上に形成する構成とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image display apparatus comprising: a light source capable of modulating the intensity of emitted light; an optical element having a variable focal length; A screen for diffusing light, wherein the optical element forms a one-dimensional or two-dimensional image by moving light from the light source onto the screen and moving a focus position on the screen by changing a focal length. An image is formed on the screen.
【0009】前記光学素子は、焦点距離を変動させるこ
とにより光の結像位置を移動させることができる。つま
り、光を一方向に走査する走査手段となる。光学素子に
おいて、入射光が点像の光である場合は、走査により1
次元映像が形成される。また、入射光が1次元映像の光
である場合は、走査により2次元映像が形成される。The optical element can move the image forming position of light by changing the focal length. That is, it is a scanning unit that scans light in one direction. In the optical element, when incident light is light of a point image, 1
A two-dimensional image is formed. When the incident light is light of a one-dimensional image, a two-dimensional image is formed by scanning.
【0010】前記スクリーンは前記光学素子による光の
結像位置に配置するようにする。従って、スクリーンに
1次元または2次元の映像光が結像され拡散される。こ
の拡散された光が観察者または観察装置に与えられるこ
とになる。[0010] The screen is arranged at a position where light is focused by the optical element. Therefore, one-dimensional or two-dimensional image light is imaged and diffused on the screen. The diffused light is provided to the observer or the observation device.
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の映像表示装置において、前記光学素子は光を点状に結
像する構成とする。このような構成においては、光学素
子による結像光は1点に集まるため、スクリーン上に強
い光を投影することが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the video display device according to the first aspect, the optical element is configured to form a point-like image of light. In such a configuration, since the image forming light from the optical element is collected at one point, it is possible to project strong light on the screen.
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の映像表示装置において、前記光学素子は光を線状に結
像する構成とする。このような構成においては、光学素
子による結像光は線状であるため、結像位置が1次元に
広がるのでスクリーンの配置位置が一つに限定されな
い。According to a third aspect of the present invention, in the video display device according to the first aspect, the optical element forms a linear image of light. In such a configuration, since the image-forming light from the optical element is linear, the image-forming position spreads one-dimensionally, so that the arrangement position of the screen is not limited to one.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】〈第1の実施形態〉図1に、第1
の実施形態の映像表示装置の概略構成図を示す。11は
映像信号に応じて強度変調したレーザー光を発光するレ
ーザーダイオード(以下LDと称す)、12はLD11
からの光を平行光にして出射するコリメーター、13は
コリメーター12からの光を点像に結像する焦点距離可
変ミラー、14は焦点距離可変ミラー13による結像光
を拡散する1次元形状のスクリーンである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> FIG.
1 is a schematic configuration diagram of a video display device according to an embodiment. Reference numeral 11 denotes a laser diode (hereinafter, referred to as an LD) that emits a laser beam whose intensity is modulated according to a video signal, and 12 denotes an LD 11
A collimator for emitting light from the collimator 12 into parallel light, 13 is a variable focal length mirror that forms the light from the collimator 12 into a point image, and 14 is a one-dimensional shape that diffuses the image formed by the variable focal length mirror 13 It is a screen of.
【0014】焦点距離可変ミラー13は、反射面の形状
を変化させることにより焦点距離を変化させてスクリー
ン上14の点結像の位置を移動させる。従って、光を一
方向に走査する走査手段となる。LD11で発光された
光は、例えば図中の矢印で示したように進行する。The focal length variable mirror 13 changes the focal length by changing the shape of the reflecting surface, and moves the position of a point image on the screen 14. Therefore, it becomes a scanning means for scanning light in one direction. The light emitted by the LD 11 travels, for example, as indicated by arrows in the figure.
【0015】焦点距離可変ミラー13の反射面が13a
の状態であるとき、光はスクリーン上14の14aの位
置に結像される。一方、焦点距離可変ミラー13の反射
面が13bの状態であるとき、光はスクリーン上14の
14bの位置に結像される。観察者は、1次元スクリー
ン14で拡散された光が瞳に与えられ、1次元映像を観
察することになる。The reflecting surface of the variable focal length mirror 13 is 13a.
In this state, the light is imaged on the screen 14 at the position 14a. On the other hand, when the reflecting surface of the variable focal length mirror 13 is in the state of 13b, the light is imaged at the position of 14b on the screen. The observer observes the one-dimensional image by giving the light diffused by the one-dimensional screen 14 to the pupil.
【0016】本実施形態においては、焦点距離可変光学
素子がミラーで構成されている。ミラーは、例えばレン
ズと比較すると、ほんのわずかな形状変化で大きな焦点
距離変化を達成できるので、簡単に高速走査をすること
が可能となる。In this embodiment, the variable focal length optical element is constituted by a mirror. The mirror can achieve a large change in focal length with a slight change in shape as compared with, for example, a lens, so that high-speed scanning can be easily performed.
【0017】〈第2の実施形態〉図2に、第2の実施形
態の映像表示装置の概略構成図を示す。21は映像信号
に応じて強度変調したレーザー光を発光するLD、22
はLD21からの光を平行光にして出射するコリメータ
ー、23はコリメーター22からの光を線状に結像する
アナモフィック焦点距離可変ミラー、24はアナモフィ
ック焦点距離可変ミラー23による結像光を拡散する1
次元形状のスクリーンである。<Second Embodiment> FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of a video display apparatus according to a second embodiment. Reference numeral 21 denotes an LD that emits a laser beam whose intensity is modulated according to a video signal;
Is a collimator that emits light from the LD 21 as parallel light, 23 is an anamorphic variable focal length mirror that linearly images the light from the collimator 22, and 24 is a diffuser that forms an image formed by the anamorphic variable focal length mirror 23. 1 to do
It is a dimensional screen.
【0018】アナモフィック焦点距離可変ミラー23
は、焦点距離を変化させて線結像の位置を移動させる。
従って、光を一方向に走査する走査手段となる。LD2
1で発光された光は、例えば図中の矢印で示したように
進行する。アナモフィック焦点距離可変ミラー23は、
焦点距離により、例えば27aや27bの位置に光を線
結像する。線結像のうち、スクリーン24に入射した光
(例えば27a’や27b’)は、スクリーン24で拡
散される。観察者は、この拡散光が瞳に与えられ、1次
元映像を観察することになる。Anamorphic variable focal length mirror 23
Moves the position of line imaging by changing the focal length.
Therefore, it becomes a scanning means for scanning light in one direction. LD2
The light emitted in 1 travels, for example, as indicated by the arrow in the figure. The anamorphic variable focal length mirror 23 is
Depending on the focal length, for example, light is linearly imaged at positions 27a and 27b. Light (for example, 27a ′ and 27b ′) incident on the screen 24 in the line image is diffused by the screen 24. The observer observes the one-dimensional image when the diffused light is given to the pupil.
【0019】本実施形態において走査手段は、一方向の
み曲率変倍を有することにより光を線結像させるアナモ
フィック焦点距離可変ミラー23で構成されている。ミ
ラーによる結像が線状であるため、点状の場合と比較す
ると、1次元スクリーン24の位置調整が容易となり製
造コストが低減できる。In this embodiment, the scanning means is constituted by an anamorphic focal length variable mirror 23 which has a variable magnification in only one direction to linearly image light. Since the image formed by the mirror is linear, the position of the one-dimensional screen 24 can be easily adjusted and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the image is formed in a point.
【0020】〈第3の実施形態〉図3に、第3の実施形
態の映像表示装置の概略構成図を示す。31は映像信号
に応じて強度変調したレーザー光を発光するLD、33
はLD31からの光を点状に結像する焦点距離可変レン
ズ、34は焦点距離可変レンズ33による結像光を拡散
する1次元形状のスクリーン、35はスクリーン34で
拡散されなかった不要光36等を吸収する吸収板であ
る。<Third Embodiment> FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a video display device according to a third embodiment. Reference numeral 31 denotes an LD that emits a laser beam whose intensity is modulated according to a video signal;
Is a variable focal length lens that forms a point-like image of the light from the LD 31; 34 is a one-dimensional screen that diffuses the image forming light from the variable focal length lens 33; 35 is unnecessary light 36 that is not diffused by the screen 34; It is an absorbing plate that absorbs.
【0021】焦点距離可変レンズ33は、屈折率を変化
させることにより焦点距離を変化させ線結像の位置を移
動させる。従って、光を一方向に走査する走査手段とな
る。LD31で発光された光は、例えば図中の矢印で示
したように進行する。焦点距離可変レンズ33は、屈折
率により例えばスクリーン34上の34aや34bの位
置に光を結像する。観察者は、1次元スクリーン34で
拡散された光が瞳に与えられ、1次元映像を観察するこ
とになる。The variable focal length lens 33 changes the focal length by changing the refractive index and moves the position of the line image. Therefore, it becomes a scanning means for scanning light in one direction. The light emitted by the LD 31 travels, for example, as indicated by the arrow in the figure. The variable focal length lens 33 forms an image of light at, for example, positions 34a and 34b on the screen 34 by the refractive index. The observer observes the one-dimensional image by giving the light diffused by the one-dimensional screen 34 to the pupil.
【0022】本実施形態の映像表示装置は、LD31か
ら発光された光を直接走査手段である焦点距離可変レン
ズ33に与える構成なので、光源から発光された光をコ
リメータ等で一旦平行光にしたのち走査手段に与えるよ
うな構成と比較すると、構成要素が減りコンパクト化と
低コスト化を達成できる。Since the image display device of this embodiment is configured to apply the light emitted from the LD 31 to the variable focal length lens 33, which is a direct scanning means, the light emitted from the light source is once converted into parallel light by a collimator or the like. As compared with the configuration provided to the scanning means, the number of components is reduced, and compactness and cost reduction can be achieved.
【0023】〈第4の実施形態〉図4に、第4の実施形
態の映像表示装置の概略構成図を示す。41は映像信号
に応じて変調した映像を表示する1次元表示素子、42
は1次元表示素子41からの光を平行光にして出射する
コリメーター、43はコリメーター42からの1次元映
像の光を結像する焦点距離可変ミラー、44は焦点距離
可変ミラー43からの結像光を拡散する2次元形状のス
クリーンである。尚、コリメーター42は、スクリーン
44部分を通過する光線をカットする遮光帯42aを有
する。<Fourth Embodiment> FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a video display device according to a fourth embodiment. Reference numeral 41 denotes a one-dimensional display element for displaying an image modulated according to an image signal;
Is a collimator for emitting light from the one-dimensional display element 41 as parallel light, 43 is a variable focal length mirror for imaging the one-dimensional image light from the collimator 42, and 44 is a collimator for focusing from the variable focal length mirror 43. This is a two-dimensional screen that diffuses image light. Note that the collimator 42 has a light-shielding band 42a that cuts off light passing through the screen 44.
【0024】焦点距離可変ミラー43は、焦点距離を変
化させて1次元映像光の2次元スクリーン44上での結
像位置を移動させる。従って、光を一方向に走査する走
査手段となる。1次元表示素子41で表示された映像光
は、例えば図中の矢印で示したように進行する。焦点距
離可変ミラー43は、焦点距離によって、1次元映像光
を例えばスクリーン44上の44aや44bの位置に結
像する。観察者は、2次元スクリーン44で拡散された
光が瞳に与えられ、2次元映像を観察することになる。The variable focal length mirror 43 changes the focal length to move the image forming position of the one-dimensional image light on the two-dimensional screen 44. Therefore, it becomes a scanning means for scanning light in one direction. The image light displayed on the one-dimensional display element 41 travels, for example, as indicated by arrows in the figure. The variable focal length mirror 43 focuses the one-dimensional image light on, for example, positions 44a and 44b on the screen 44 according to the focal length. The observer observes the two-dimensional image by giving the light diffused by the two-dimensional screen 44 to the pupil.
【0025】本実施形態の映像表示装置は、コンパクト
な構成で2次元映像を表示することができる。The video display device of the present embodiment can display a two-dimensional video with a compact configuration.
【0026】各実施形態の映像表示装置の構成要素の配
置、内容等は、各図に示したものに限定されない。全て
の実施形態の装置は、図2に示した装置のように焦点距
離可変光学系を偏心して配置することが望ましい。この
ように構成することで、配置の自由度が高まり、装置全
体のコンパクト化が可能となる。また、スクリーンに焦
点距離可変光学系を通過後の結像に関与する光束のみが
入射するように構成できることから像の鮮明さの向上が
図れる。以下、焦点距離可変光学系の非偏心配置時と偏
心配置時のスクリーンに入射する光束の違いを具体例で
示す。The arrangement, contents, and the like of the components of the video display device of each embodiment are not limited to those shown in the drawings. In the apparatuses of all the embodiments, it is desirable that the variable focal length optical system is eccentrically arranged like the apparatus shown in FIG. With this configuration, the degree of freedom of arrangement is increased, and the entire apparatus can be made compact. In addition, since the screen can be configured so that only the light beam involved in the image formation after passing through the variable focal length optical system is incident, the sharpness of the image can be improved. Hereinafter, the difference between the luminous flux incident on the screen at the time of non-eccentric arrangement and the eccentric arrangement of the variable focal length optical system will be described with a specific example.
【0027】図5に、第1の実施形態の映像表示装置の
焦点距離可変ミラー13の(a)非偏心配置時と、
(b)偏心配置時の光の進行の様子を示す。(a)非偏
心配置時には、スクリーン14で散乱されずに直進する
不要光15はLD11に入射してしまう。このことは、
LD11の出力不安定や迷光による映像のコントラスト
低下を招く。一方、(b)偏心配置時は、不要光15が
LD11に入らないように構成することができる。FIG. 5 shows (a) non-eccentric arrangement of the variable focal length mirror 13 of the video display device of the first embodiment,
(B) shows how light travels during eccentric arrangement. (A) In the non-eccentric arrangement, unnecessary light 15 that travels straight without being scattered by the screen 14 enters the LD 11. This means
The output of the LD 11 becomes unstable and the contrast of the image is reduced due to stray light. On the other hand, in the case of (b) the eccentric arrangement, the configuration can be such that the unnecessary light 15 does not enter the LD 11.
【0028】また、全ての実施形態において、図3に示
した装置のようにスクリーンで結像後、散乱されずに直
進する不要な光線を吸収する吸収部材を構成することが
望ましい。これにより、不要光のLDへの入射によるL
D11の出力不安定、迷光による映像のコントラスト低
下等の現象(構成要素の配置によってこれらの現象の起
こり方に差がある)を防ぐことができる。In all the embodiments, it is desirable to configure an absorbing member that absorbs unnecessary light rays that travel straight without being scattered after forming an image on a screen as in the apparatus shown in FIG. As a result, L due to the incidence of unnecessary light on the LD
It is possible to prevent phenomena such as unstable output of D11 and a decrease in contrast of an image due to stray light (there is a difference in how these phenomena occur depending on the arrangement of components).
【0029】さらに、コリメーターを通過しスクリーン
に直接入射する光があるような構成の場合は、コリメー
ターからスクリーンの間に遮光部材を配置することが望
ましく(例えば図4に示す装置のように)、これにより
結像に関係しない光がスクリーンに入射することを防ぎ
映像のコントラスト低下を防ぐことができる。Further, in the case of a configuration in which there is light that passes directly through the collimator and is incident on the screen, it is desirable to arrange a light blocking member between the collimator and the screen (for example, as in the apparatus shown in FIG. 4). This prevents light that is not related to image formation from being incident on the screen, thereby preventing a decrease in image contrast.
【0030】上記の各実施形態で用いられる焦点距離可
変光学系の具体例を以下に示す。 1)PLZT((Pb,La)(Zr,Ti)O3)等の圧電材料をミラ
ー形状とし、電極により電圧をかけることで圧電材料を
変形させ焦点距離を変える焦点距離可変ミラー 2)チタン酸バリウム等の電気光学効果をもつ材料をレ
ンズ形状とし、その表面に透明電極を配置して電圧をか
けることで電気光学効果により屈折率を変化させて焦点
距離を変える焦点距離可変レンズ 3)液晶を配向させてレンズ形状のガラス等の透明基板
内に封入し、基板上に透明電極を配置して電圧をかける
ことで液晶の屈折率を変化させて焦点距離を変える焦点
距離可変レンズ 4)通常(焦点距離固定)のレンズやミラーの保持部材
を可動とし、圧電材料等で位置を移動させて焦点距離を
変える焦点距離可変レンズや焦点距離可変ミラーSpecific examples of the variable focal length optical system used in each of the above embodiments will be described below. 1) A mirror material made of a piezoelectric material such as PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) is made into a mirror shape, and a voltage is applied by an electrode to deform the piezoelectric material to change the focal length. 2) Titanate A material having an electro-optical effect such as barium is formed into a lens shape, a transparent electrode is arranged on the surface thereof, and a voltage is applied to change the refractive index by the electro-optical effect to change the focal length. Focal length variable lens that changes the focal length by changing the refractive index of the liquid crystal by applying a voltage by placing a transparent electrode on the substrate and orienting it and enclosing it in a transparent substrate such as lens-shaped glass. A variable focal length lens or variable focal length mirror that changes the focal length by moving the holding member for a fixed focal length lens or mirror and moving the position with a piezoelectric material, etc.
【0031】例えば、上記3)の焦点距離可変レンズを
第3の実施形態の映像表示装置に用いたとする。この場
合の焦点距離可変レンズの制御回路を、図10に簡単な
ブロック図で示す。33aは焦点距離可変レンズで、液
晶がレンズ形状の透明基板内に封入された構成である。
焦点距離可変レンズ33aの入射面33bと出射面33
cにはそれぞれ透明電極が配されている。For example, it is assumed that the variable focal length lens 3) is used in the video display device of the third embodiment. FIG. 10 is a simple block diagram showing a control circuit of the variable focal length lens in this case. A variable focal length lens 33a has a configuration in which liquid crystal is sealed in a lens-shaped transparent substrate.
Incident surface 33b and exit surface 33 of variable focal length lens 33a
Each of c is provided with a transparent electrode.
【0032】37は、両面の透明電極に電圧を印加する
電圧印加手段である。電圧印加手段37は、印加する電
圧を制御することにより、焦点距離可変レンズ33aの
焦点距離を制御することができる。焦点距離可変レンズ
33aは、液晶や透明基板の特性を考慮して、印加電圧
に比例する焦点距離が得られるように構成されているも
のであるとする。この場合、電圧印加手段37は鋸歯状
電圧を印加する。このようにすることで、焦点距離を連
続的に変化させ繰り返し走査を行うことができる。Reference numeral 37 denotes voltage applying means for applying a voltage to the transparent electrodes on both surfaces. The voltage application unit 37 can control the focal length of the focal length variable lens 33a by controlling the applied voltage. It is assumed that the focal length variable lens 33a is configured to obtain a focal length proportional to an applied voltage in consideration of characteristics of a liquid crystal and a transparent substrate. In this case, the voltage applying means 37 applies a sawtooth voltage. By doing so, the scanning can be repeatedly performed while the focal length is continuously changed.
【0033】次に、上記各実施形態で用いられるスクリ
ーンの具体例を以下に示す。 1)図6に示すように透明基板60内にマイクロプリズ
ムを多数並べてマイクロプリズムアレイ61とした構成
のスクリーン 本スクリーンにおいては、光を入射方向(入射光63の
入射方向)とは異なる方向(出射拡散光64の出射方
向)に反射させ、かつ所望の方向に強く反射される構成
とすることが望ましい。 2)図7に示すように透明基板60内に回折格子62又
はホログラムオプティカルエレメント(HOE)など光
の波長オーダーでの微細な形状変化や屈折率変化により
光を拡散する部材を並べた構成のスクリーン 本スクリーンにおいては、図6のスクリーンと同様に、
光を入射方向(入射光63の入射方向)とは異なる方向
(例えば1次光65、2次光66、3次光67の出射方
向)に反射させ、かつ所望の方向(例えば2次光66の
出射方向)に強く反射される構成とすることが望まし
い。Next, specific examples of the screen used in each of the above embodiments will be described below. 1) Screen having a structure in which a number of microprisms are arranged in a transparent substrate 60 to form a microprism array 61 as shown in FIG. 6. In this screen, light is emitted in a direction (emission direction) different from the incident direction (incident direction of incident light 63). It is desirable that the light is reflected in the direction of emission of the diffused light 64) and strongly reflected in a desired direction. 2) As shown in FIG. 7, a screen having a structure in which a member such as a diffraction grating 62 or a hologram optical element (HOE) that diffuses light due to a minute shape change or refractive index change in the order of the wavelength of light is arranged in a transparent substrate 60. In this screen, similar to the screen of FIG.
The light is reflected in a direction different from the incident direction (the incident direction of the incident light 63) (for example, the primary light 65, the secondary light 66, the emission direction of the tertiary light 67), and in a desired direction (for example, the secondary light 66). (Emission direction of light) is desirably strongly reflected.
【0034】尚、焦点距離可変光学系、スクリーンの構
成は、上記具体例に限定されるものではない。The configurations of the variable focal length optical system and the screen are not limited to the above specific examples.
【0035】〈第5の実施形態〉図8に、第5の実施形
態の頭部搭載型の映像(虚像)表示装置の概略構成図を
示す。本実施形態の映像表示装置の、LD11、コリメ
ータ12、焦点距離可変ミラー13、1次元形状のスク
リーン14は第1の実施形態と同様の構成である。以
下、それ以外の構成要素について説明する。<Fifth Embodiment> FIG. 8 is a schematic diagram showing a head-mounted image (virtual image) display device according to a fifth embodiment. The LD 11, the collimator 12, the variable focal length mirror 13, and the one-dimensional screen 14 of the video display device of the present embodiment have the same configuration as that of the first embodiment. Hereinafter, other components will be described.
【0036】50はスクリーン14上に形成された1次
元像をリレーするリレー光学系、51は1次元像を1次
元像の1次元方向と垂直な方向に走査し2次元像を形成
する走査ミラー、52は走査ミラーからの2次元像を観
察者の瞳53に虚像投影する接眼光学系である。Reference numeral 50 denotes a relay optical system that relays a one-dimensional image formed on the screen 14, and 51 denotes a scanning mirror that scans the one-dimensional image in a direction perpendicular to the one-dimensional direction of the one-dimensional image to form a two-dimensional image. Reference numeral 52 denotes an eyepiece optical system for projecting a two-dimensional image from the scanning mirror onto a pupil 53 of the observer as a virtual image.
【0037】本実施形態の映像表示装置においては、水
平方向走査手段となる焦点距離可変ミラー13は回転振
動する構成のものではないので、装置全体をコンパクト
に構成することができる。また、高精細な映像を表示す
る場合に特に水平走査においては高周波数の走査が必要
となるが、本装置では例えば電気的にミラーの焦点距離
を変動させて走査することができるので、高速走査を簡
単に達成できる。In the image display apparatus of the present embodiment, since the variable focal length mirror 13 serving as the horizontal scanning means is not of a configuration that rotates and vibrates, the entire apparatus can be made compact. In addition, when displaying a high-definition image, high-frequency scanning is necessary especially in horizontal scanning. However, in this apparatus, for example, since scanning can be performed by electrically changing the focal length of a mirror, high-speed scanning can be performed. Can be easily achieved.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の映像表示装置によると、走査周
波数が高く、かつコンパクトに構成できる。よって、高
精細な映像表示が可能となる。また、コンパクトに構成
できるので、例えば頭部搭載型の映像表示装置などにお
いては、装置自体の重さや大きさにより観察者に与える
負担が軽減されることになる。そして、高精細な映像つ
まり臨場感の高い映像を観察者に提示することが可能と
なる。According to the video display apparatus of the present invention, a high scanning frequency and a compact configuration can be achieved. Therefore, high-definition video display is possible. In addition, since it can be configured compactly, for example, in a head-mounted image display device, the load on the observer due to the weight and size of the device itself is reduced. Then, it is possible to present a high-definition image, that is, an image with a high sense of reality to the observer.
【図1】 第1の実施形態の映像表示装置の概略構成
図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a video display device according to a first embodiment.
【図2】 第2の実施形態の映像表示装置の概略構成
図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a video display device according to a second embodiment.
【図3】 第3の実施形態の映像表示装置の概略構成
図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a video display device according to a third embodiment.
【図4】 第4の実施形態の映像表示装置の概略構成
図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a video display device according to a fourth embodiment.
【図5】 図1の映像表示装置において、焦点距離可変
ミラーの(a)非偏心配置時と(b)偏心配置時の光の
進行の様子を示した図。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing how light travels when the variable focal length mirror is (a) non-eccentrically arranged and (b) eccentrically arranged in the video display device of FIG.
【図6】 スクリーンの一例を示した図。FIG. 6 is a diagram showing an example of a screen.
【図7】 図7とは異なるスクリーンの一例を示した
図。FIG. 7 is a view showing an example of a screen different from that of FIG. 7;
【図8】 第5の実施形態の映像表示装置の概略構成
図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a video display device according to a fifth embodiment.
【図9】 従来の頭部搭載型映像表示装置の概略構成
図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional head-mounted image display device.
【図10】 第3の実施形態の焦点距離可変レンズの制
御回路のブロック図。FIG. 10 is a block diagram of a control circuit of a variable focal length lens according to a third embodiment.
11、21、31 LD 12、22、42 コリメーター 13、43 焦点距離可変ミラー 14、24、34 1次元スクリーン 23 アナモフィック焦点距離可変ミラ
ー 33 焦点距離可変レンズ 35 不要光吸収板 41 1次元表示素子 44 2次元スクリーン 50 リレー光学系 51 走査ミラー 52 接眼光学系11, 21, 31 LD 12, 22, 42 Collimator 13, 43 Variable focal length mirror 14, 24, 34 One-dimensional screen 23 Anamorphic variable focal length mirror 33 Variable focal length lens 35 Unnecessary light absorbing plate 41 One-dimensional display element 44 Two-dimensional screen 50 relay optical system 51 scanning mirror 52 eyepiece optical system
Claims (3)
結像するとともに焦点距離を変動することにより前記ス
クリーン上の結像位置を移動させ1次元または2次元の
映像を前記スクリーン上に形成することを特徴とする映
像表示装置。1. A light source capable of modulating the intensity of emitted light, an optical element having a variable focal length, and a screen for diffusing incident light, wherein the optical element transmits light from the light source onto the screen. An image display device, wherein a one-dimensional or two-dimensional image is formed on the screen by moving an image forming position on the screen by forming an image and changing a focal length.
を特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。2. The image display device according to claim 1, wherein the optical element focuses light into a point.
を特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。3. The image display device according to claim 1, wherein the optical element forms a linear image of the light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2685898A JPH11224061A (en) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | Video display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2685898A JPH11224061A (en) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | Video display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11224061A true JPH11224061A (en) | 1999-08-17 |
Family
ID=12204987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2685898A Pending JPH11224061A (en) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | Video display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11224061A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010139524A (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Sony Corp | Hologram recording film and method of manufacturing same, and image display apparatus |
JP2013117743A (en) * | 2013-03-18 | 2013-06-13 | Sony Corp | Hologram recording film and method for producing the same, and image display device |
-
1998
- 1998-02-09 JP JP2685898A patent/JPH11224061A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010139524A (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Sony Corp | Hologram recording film and method of manufacturing same, and image display apparatus |
US8982437B2 (en) | 2008-12-09 | 2015-03-17 | Sony Corporation | Hologram recording film and method of manufacturing same, and image display apparatus |
JP2013117743A (en) * | 2013-03-18 | 2013-06-13 | Sony Corp | Hologram recording film and method for producing the same, and image display device |
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