JP3354008B2 - 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
- Publication number
- JP3354008B2 JP3354008B2 JP16651394A JP16651394A JP3354008B2 JP 3354008 B2 JP3354008 B2 JP 3354008B2 JP 16651394 A JP16651394 A JP 16651394A JP 16651394 A JP16651394 A JP 16651394A JP 3354008 B2 JP3354008 B2 JP 3354008B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal shutter
- display device
- image
- image display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、頭部装着型映像表示装
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映像表示装置に関するもの
である。
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ー用、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、実用化されつつある。
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、実用化されつつある。
【０００３】例えば、特願平４−２６７５０５号におい
て、図１１に断面図を、図１２に外観図を示すように、
バックライト２により照明され映像表示素子を構成する
液晶表示素子（ＬＣＤ）１と、ＬＣＤ１により形成され
た映像光束を観察者眼球Ｅに導くために、ＬＣＤ１の光
軸及び視軸の交点に傾斜配置されたハーフミラー３と、
正のパワーを有し、ハーフミラー３を介してＬＣＤ１と
対向配置された凹面鏡４とを備え、ＬＣＤ１からの映像
光束をハーフミラー３を通して凹面鏡４に入射させ、凹
面鏡４によって反射された光束は、今度はハーフミラー
３で反射させて眼球Ｅに導いて、ＬＣＤ１に表示された
電子像を拡大表示し、また、ＬＣＤ１の表示を切ってシ
ースルー像（外界像）のみを観察可能にするか、ＬＣＤ
１の表示と重畳してシースルー像を観察可能にするため
に、ハーフミラー３の視線前方に液晶シャッター５を配
置した映像表示装置が知られている。さらに、この場
合、映像表示装置本体の前面、すなわち、液晶シャッタ
ー５の視線前方に、光を吸収する減光フィルター６が配
置されている。これは、外側から映像表示装置内部の機
構を見え難くするためのものである。なお、図１１の場
合、ハーフミラー３はビームスプリッタープリズム７と
して構成され、凹面鏡４はその側面に裏面鏡として取り
付けられている。
て、図１１に断面図を、図１２に外観図を示すように、
バックライト２により照明され映像表示素子を構成する
液晶表示素子（ＬＣＤ）１と、ＬＣＤ１により形成され
た映像光束を観察者眼球Ｅに導くために、ＬＣＤ１の光
軸及び視軸の交点に傾斜配置されたハーフミラー３と、
正のパワーを有し、ハーフミラー３を介してＬＣＤ１と
対向配置された凹面鏡４とを備え、ＬＣＤ１からの映像
光束をハーフミラー３を通して凹面鏡４に入射させ、凹
面鏡４によって反射された光束は、今度はハーフミラー
３で反射させて眼球Ｅに導いて、ＬＣＤ１に表示された
電子像を拡大表示し、また、ＬＣＤ１の表示を切ってシ
ースルー像（外界像）のみを観察可能にするか、ＬＣＤ
１の表示と重畳してシースルー像を観察可能にするため
に、ハーフミラー３の視線前方に液晶シャッター５を配
置した映像表示装置が知られている。さらに、この場
合、映像表示装置本体の前面、すなわち、液晶シャッタ
ー５の視線前方に、光を吸収する減光フィルター６が配
置されている。これは、外側から映像表示装置内部の機
構を見え難くするためのものである。なお、図１１の場
合、ハーフミラー３はビームスプリッタープリズム７と
して構成され、凹面鏡４はその側面に裏面鏡として取り
付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにシースルー像を切り替えて観察できるようにするた
めに液晶シャッター５を用いる場合、ＬＣＤ１からの光
の中の一部は、図１１に点線で示したように、ハーフミ
ラー３で反射して液晶シャッター５の表面で反射し、ハ
ーフミラー３を通過してて眼球Ｅに入射する。この光は
ゴースト像として観察者に視認される。液晶シャッター
５の眼球Ｅ側の面に反射防止コーティング８を設ける
と、反射率は１％程度まで低減することができるが、こ
の反射率でもゴーストは存在してしまう。
うにシースルー像を切り替えて観察できるようにするた
めに液晶シャッター５を用いる場合、ＬＣＤ１からの光
の中の一部は、図１１に点線で示したように、ハーフミ
ラー３で反射して液晶シャッター５の表面で反射し、ハ
ーフミラー３を通過してて眼球Ｅに入射する。この光は
ゴースト像として観察者に視認される。液晶シャッター
５の眼球Ｅ側の面に反射防止コーティング８を設ける
と、反射率は１％程度まで低減することができるが、こ
の反射率でもゴーストは存在してしまう。
【０００５】また、映像表示装置の前面にその内部を見
難くするために配置された減光フィルター６によって、
シースルー時の外界像の明るさが低下するという問題も
ある。
難くするために配置された減光フィルター６によって、
シースルー時の外界像の明るさが低下するという問題も
ある。
【０００６】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、シースルー可能
な頭部装着型映像表示装置の液晶シャッターからの反射
によるゴーストを除去するようにすると共に、外界を明
るく視認できるようにすることである。
みてなされたものであり、その目的は、シースルー可能
な頭部装着型映像表示装置の液晶シャッターからの反射
によるゴーストを除去するようにすると共に、外界を明
るく視認できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の頭部装着型映像表示装置は、映像を表示する映像表
示素子と、前記映像の拡大像を観察者の眼球に誘導する
接眼光学系と、前記接眼光学系に近接して配置され、複
数枚の偏光板を有し、外界からの光の透過と遮光を切り
換える液晶シャッターとを有する頭部装着型映像表示装
置において、前記液晶シャッターよりも外形が大きく、
かつ、前記液晶シャッターに対して眼球とは反対側に配
置した第１の偏光板を有す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、映像を表示する映像表
示素子と、前記映像の拡大像を観察者の眼球に誘導する
接眼光学系と、前記接眼光学系に近接して配置され、複
数枚の偏光板を有し、外界からの光の透過と遮光を切り
換える液晶シャッターとを有する頭部装着型映像表示装
置において、前記液晶シャッターよりも外形が大きく、
かつ、前記液晶シャッターに対して眼球とは反対側に配
置した第１の偏光板を有することを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【０００９】
【作用】本発明においては、液晶シャッターよりも外形
が大きく、かつ、液晶シャッターに対して眼球とは反対
側に配置した第１の偏光板を有するので、外部からこの
頭部装着型映像表示装置を見たとき、この偏光板で少な
くとも５０％の光が吸収されるため、頭部装着型映像表
示装置内部の機構は見え難く、外観上好ましくなると共
に、外界の明るさが低下することになく、明るい外界像
を視認することができる。
が大きく、かつ、液晶シャッターに対して眼球とは反対
側に配置した第１の偏光板を有するので、外部からこの
頭部装着型映像表示装置を見たとき、この偏光板で少な
くとも５０％の光が吸収されるため、頭部装着型映像表
示装置内部の機構は見え難く、外観上好ましくなると共
に、外界の明るさが低下することになく、明るい外界像
を視認することができる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】以下、本発明の頭部装着型映像表示装置のい
くつかの実施例について図面を参照にして説明する。 〔第１実施例〕第１実施例の断面図を図１に示す。基本
的な構成は、従来の図１１の場合と同様であり、バック
ライト２により照明され映像表示素子を構成する液晶表
示素子（ＬＣＤ）１と、ＬＣＤ１により形成された映像
光束を観察者眼球Ｅに導くために、ＬＣＤ１の光軸及び
視軸の交点に傾斜配置されたハーフミラー３と、正のパ
ワーを有し、ハーフミラー３を介してＬＣＤ１と対向配
置された凹面鏡４とを備え、ＬＣＤ１からの映像光束を
ハーフミラー３を通して凹面鏡４に入射させ、凹面鏡４
によって反射された光束は、今度はハーフミラー３で反
射させて眼球Ｅに導いて、ＬＣＤ１に表示された電子像
を拡大表示し、また、ＬＣＤ１の表示を切ってシースル
ー像（外界像）のみを観察可能にするか、ＬＣＤ１の表
示と重畳してシースルー像を観察可能にするために、ハ
ーフミラー３の視線前方に液晶シャッター５が配置され
ている。そして、映像表示装置本体の前面、すなわち、
液晶シャッター５の視線前方に、外側から映像表示装置
内部の機構を見え難くするためのカバー１６（詳細は、
第３実施例）が配置されており、また、ハーフミラー３
はビームスプリッタープリズム７として構成され、凹面
鏡４はその側面に裏面鏡として取り付けられている。
くつかの実施例について図面を参照にして説明する。 〔第１実施例〕第１実施例の断面図を図１に示す。基本
的な構成は、従来の図１１の場合と同様であり、バック
ライト２により照明され映像表示素子を構成する液晶表
示素子（ＬＣＤ）１と、ＬＣＤ１により形成された映像
光束を観察者眼球Ｅに導くために、ＬＣＤ１の光軸及び
視軸の交点に傾斜配置されたハーフミラー３と、正のパ
ワーを有し、ハーフミラー３を介してＬＣＤ１と対向配
置された凹面鏡４とを備え、ＬＣＤ１からの映像光束を
ハーフミラー３を通して凹面鏡４に入射させ、凹面鏡４
によって反射された光束は、今度はハーフミラー３で反
射させて眼球Ｅに導いて、ＬＣＤ１に表示された電子像
を拡大表示し、また、ＬＣＤ１の表示を切ってシースル
ー像（外界像）のみを観察可能にするか、ＬＣＤ１の表
示と重畳してシースルー像を観察可能にするために、ハ
ーフミラー３の視線前方に液晶シャッター５が配置され
ている。そして、映像表示装置本体の前面、すなわち、
液晶シャッター５の視線前方に、外側から映像表示装置
内部の機構を見え難くするためのカバー１６（詳細は、
第３実施例）が配置されており、また、ハーフミラー３
はビームスプリッタープリズム７として構成され、凹面
鏡４はその側面に裏面鏡として取り付けられている。
【００１２】そして、本実施例においては、液晶シャッ
ター５とビームスプリッタープリズム７とが接合９され
ている。例えば、プリズム７として屈折率１．５２５の
プラスチックを用い、液晶シャッター５の接着面側の偏
光板に屈折率１．４８５のものを用いると、プリズム７
と液晶シャッター５との接合面９での反射率は０．０１
８％となる。前記のように、偏光板の表面に反射防止コ
ーティング８（図１１）を設けても、反射率は１％程度
であるが、本実施例のように、接合９によって反射率は
非常に小さくなり、ゴースト光は消える。プリズム７の
屈折率をｎ、プリズム７と液晶シャッター５の偏光板と
の屈折率差をΔｎとして、 ｜Δｎ／ｎ｜≦０．１５ であれば、接合面９での反射率は０．５％以下となるの
で、従来のように反射防止コーティングするよりも効果
がある。また、プリズム７と液晶シャッター５とを一体
化接合することにより、映像表示装置の組み立てが容易
になるメリットもある。
ター５とビームスプリッタープリズム７とが接合９され
ている。例えば、プリズム７として屈折率１．５２５の
プラスチックを用い、液晶シャッター５の接着面側の偏
光板に屈折率１．４８５のものを用いると、プリズム７
と液晶シャッター５との接合面９での反射率は０．０１
８％となる。前記のように、偏光板の表面に反射防止コ
ーティング８（図１１）を設けても、反射率は１％程度
であるが、本実施例のように、接合９によって反射率は
非常に小さくなり、ゴースト光は消える。プリズム７の
屈折率をｎ、プリズム７と液晶シャッター５の偏光板と
の屈折率差をΔｎとして、 ｜Δｎ／ｎ｜≦０．１５ であれば、接合面９での反射率は０．５％以下となるの
で、従来のように反射防止コーティングするよりも効果
がある。また、プリズム７と液晶シャッター５とを一体
化接合することにより、映像表示装置の組み立てが容易
になるメリットもある。
【００１３】〔第２実施例〕第２実施例の断面図を図２
（ａ）、（ｂ）に示す。本実施例は、液晶シャッター５
とレンズ１３又は１４とを接合９する例である。ＬＣＤ
１の像を眼球に拡大投影する光学系として、より画角を
大きくするために、ビームスプリッタープリズム７と眼
球Ｅの間に凸レンズ１２を配置する光学系が知られてい
る。この場合、シースルー時の外界を眼球Ｅに結像させ
るためには、図２（ａ）に示すように、凸レンズ１２の
結像位置を補正する凹レンズ１３を液晶シャッター５と
プリズム７との間に配置する。そこで、この実施例にお
いては、凹レンズ１３を液晶シャッター５側が平面であ
る平凹レンズとし、液晶シャッター５とこの平面とを接
合９する。こうすると、第１実施例と同様に、液晶シャ
ッター５表面での反射は低減され、ゴーストはなくな
る。
（ａ）、（ｂ）に示す。本実施例は、液晶シャッター５
とレンズ１３又は１４とを接合９する例である。ＬＣＤ
１の像を眼球に拡大投影する光学系として、より画角を
大きくするために、ビームスプリッタープリズム７と眼
球Ｅの間に凸レンズ１２を配置する光学系が知られてい
る。この場合、シースルー時の外界を眼球Ｅに結像させ
るためには、図２（ａ）に示すように、凸レンズ１２の
結像位置を補正する凹レンズ１３を液晶シャッター５と
プリズム７との間に配置する。そこで、この実施例にお
いては、凹レンズ１３を液晶シャッター５側が平面であ
る平凹レンズとし、液晶シャッター５とこの平面とを接
合９する。こうすると、第１実施例と同様に、液晶シャ
ッター５表面での反射は低減され、ゴーストはなくな
る。
【００１４】図２（ｂ）のように、重量を軽くするため
に、同図（ａ）の平凹レンズの代わりに、フレネルレン
ズ１４を用いることもできる。この場合も、液晶シャッ
ター５側を平面にし、この平面と液晶シャッター５とを
接合９する。
に、同図（ａ）の平凹レンズの代わりに、フレネルレン
ズ１４を用いることもできる。この場合も、液晶シャッ
ター５側を平面にし、この平面と液晶シャッター５とを
接合９する。
【００１５】なお、第１実施例、第２実施例何れにおい
ても、図１、図２に示したように、液晶シャッター５は
２枚重ねのものがよい。これは、一般に用いられている
ツイストネマティック（ＴＮ）液晶あるいはスーパーツ
イストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用いる液晶シャッ
ターは、非対称な視覚依存性を持っているためである。
互いに逆転した視覚依存性を持つ液晶シャッターＡ、Ｂ
を２枚重ねることにより、この非対称性を補正できる
（詳細は、特願平４−２６７５０５号、特願平４−３４
６０８９号参照）。このように２枚の液晶シャッター
Ａ、Ｂを用いる場合には、液晶シャッターＡ、Ｂ同士も
接合したほうがよい。これは、液晶シャッター５を開い
たときには、液晶シャッターＡの外界側の偏光板表面と
液晶シャッターＢの目側の偏光板表面とで光が反射して
ゴーストが発生するからである。両者に同じ材料の偏光
板を用いれば屈折率は同じなので、液晶シャッターＡ、
Ｂ同士を接合することにより反射率はほぼ０になる。ま
た、液晶シャッターＢの外界側の偏光板表明には、反射
防止コーティング８を設けた方がこの面での反射を低減
できるので望ましい。
ても、図１、図２に示したように、液晶シャッター５は
２枚重ねのものがよい。これは、一般に用いられている
ツイストネマティック（ＴＮ）液晶あるいはスーパーツ
イストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用いる液晶シャッ
ターは、非対称な視覚依存性を持っているためである。
互いに逆転した視覚依存性を持つ液晶シャッターＡ、Ｂ
を２枚重ねることにより、この非対称性を補正できる
（詳細は、特願平４−２６７５０５号、特願平４−３４
６０８９号参照）。このように２枚の液晶シャッター
Ａ、Ｂを用いる場合には、液晶シャッターＡ、Ｂ同士も
接合したほうがよい。これは、液晶シャッター５を開い
たときには、液晶シャッターＡの外界側の偏光板表面と
液晶シャッターＢの目側の偏光板表面とで光が反射して
ゴーストが発生するからである。両者に同じ材料の偏光
板を用いれば屈折率は同じなので、液晶シャッターＡ、
Ｂ同士を接合することにより反射率はほぼ０になる。ま
た、液晶シャッターＢの外界側の偏光板表明には、反射
防止コーティング８を設けた方がこの面での反射を低減
できるので望ましい。
【００１６】図３と図４に液晶シャッター５の構造を分
解して示す。図３は電圧を印加したときに液晶シャッタ
ー５が透過状態になるもので（ネガタイプと呼ぶ。）、
図４は電圧を印加したときに液晶シャッター５が遮光状
態になるもの（ポジタイプと呼ぶ。）である。図中、Ｐ
は偏向板、Ｇはガラス基板、Ｌは液晶層を表し、１０は
後記する第３実施例のカバー１６の偏向板を示す。そし
て、各偏向板の透過軸の方向は図示した通りである。
解して示す。図３は電圧を印加したときに液晶シャッタ
ー５が透過状態になるもので（ネガタイプと呼ぶ。）、
図４は電圧を印加したときに液晶シャッター５が遮光状
態になるもの（ポジタイプと呼ぶ。）である。図中、Ｐ
は偏向板、Ｇはガラス基板、Ｌは液晶層を表し、１０は
後記する第３実施例のカバー１６の偏向板を示す。そし
て、各偏向板の透過軸の方向は図示した通りである。
【００１７】図３のネガタイプの場合には、液晶層Ｌを
挟む２枚の偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向は平行であり、図
４のポジタイプの場合は、直交する。図３、図４を見て
分かるように、液晶シャッターＡとＢとの接合面では、
同じ透過軸方向の偏光板Ｐ、Ｐが２枚重なっている。し
たがって、この中の１枚を取り除いて接合してもよい。
挟む２枚の偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向は平行であり、図
４のポジタイプの場合は、直交する。図３、図４を見て
分かるように、液晶シャッターＡとＢとの接合面では、
同じ透過軸方向の偏光板Ｐ、Ｐが２枚重なっている。し
たがって、この中の１枚を取り除いて接合してもよい。
【００１８】また、液晶シャッター５の一番外界側の偏
光板Ｐの透過軸は、図示のように、縦方向（両眼方向に
垂直の方向）となるように、液晶シャッター５全体を配
置することが望ましい。これは、シースルー時に、床面
からの反射光をカットして外界をはっきりと見えるよう
にするためにである。その理由は、図５に示すように、
映像表示装置２０を装着した使用者が床２１の上に立っ
たときに、自然光Ｒが床２１で反射して映像表示装置２
０に入射する。この場合、床２１での反射率は、Ｐ偏光
（偏光方向が図５の面に平行）とＳ偏光（偏光方向が図
５の面に垂直）で異なる。図６に屈折率ｎ1 ＝１の空中
から屈折率ｎ2 ＝１．５の床２１へ自然光Ｒが入射角ａ
1 で入射するときのＰ偏光の反射率ＲP とＳ偏光の反射
率ＲS を例示するが、ＲS の方がＲP より高い。したが
って、無偏光である自然光Ｒが床２１で反射すると、図
５のようにほぼＳ偏光となる。この邪魔になる光を吸収
するには、映像表示装置２０の液晶シャッター５の一番
外界側の偏光板Ｐの透過軸がＳ偏光に対して垂直、すな
わち、縦方向であればよい。
光板Ｐの透過軸は、図示のように、縦方向（両眼方向に
垂直の方向）となるように、液晶シャッター５全体を配
置することが望ましい。これは、シースルー時に、床面
からの反射光をカットして外界をはっきりと見えるよう
にするためにである。その理由は、図５に示すように、
映像表示装置２０を装着した使用者が床２１の上に立っ
たときに、自然光Ｒが床２１で反射して映像表示装置２
０に入射する。この場合、床２１での反射率は、Ｐ偏光
（偏光方向が図５の面に平行）とＳ偏光（偏光方向が図
５の面に垂直）で異なる。図６に屈折率ｎ1 ＝１の空中
から屈折率ｎ2 ＝１．５の床２１へ自然光Ｒが入射角ａ
1 で入射するときのＰ偏光の反射率ＲP とＳ偏光の反射
率ＲS を例示するが、ＲS の方がＲP より高い。したが
って、無偏光である自然光Ｒが床２１で反射すると、図
５のようにほぼＳ偏光となる。この邪魔になる光を吸収
するには、映像表示装置２０の液晶シャッター５の一番
外界側の偏光板Ｐの透過軸がＳ偏光に対して垂直、すな
わち、縦方向であればよい。
【００１９】〔第３実施例〕次に、映像表示装置の前面
に配置した減光フィルターによって、シースルー時の外
界像の明るさが低下する問題を解決するための第３実施
例について説明する。この実施例は、図７の斜視図に示
すように、両眼Ｅ、Ｅの前に一対設けた図１のような光
学系の前方に、左右共通な偏光板１０を、従来の減光フ
ィルターの代わりに設けた例である。この偏光板１０の
透過軸は、液晶シャッター５の一番外界側の偏光板の透
過軸と略平行にする。こうすることで、図８に示したよ
うに、映像表示装置２０の外側から見ると、この偏光板
１０は５０％の減光フィルターとして作用するので、映
像表示装置２０内部の機構が見え難くなる。また、図９
に示したように、映像表示装置２０の内部機構での反射
（散乱）により偏光性が消失することも考えると、その
場合は、偏光板１０の外へ出るときにさらに５０％減光
されるので、２５％の減光フィルターとなる。
に配置した減光フィルターによって、シースルー時の外
界像の明るさが低下する問題を解決するための第３実施
例について説明する。この実施例は、図７の斜視図に示
すように、両眼Ｅ、Ｅの前に一対設けた図１のような光
学系の前方に、左右共通な偏光板１０を、従来の減光フ
ィルターの代わりに設けた例である。この偏光板１０の
透過軸は、液晶シャッター５の一番外界側の偏光板の透
過軸と略平行にする。こうすることで、図８に示したよ
うに、映像表示装置２０の外側から見ると、この偏光板
１０は５０％の減光フィルターとして作用するので、映
像表示装置２０内部の機構が見え難くなる。また、図９
に示したように、映像表示装置２０の内部機構での反射
（散乱）により偏光性が消失することも考えると、その
場合は、偏光板１０の外へ出るときにさらに５０％減光
されるので、２５％の減光フィルターとなる。
【００２０】また、外界からの光が液晶シャッター５を
通過する場合、液晶シャッター５を透過する偏光に対し
ては、偏光板１０は光を吸収しないので、透明板として
作用する。したがって、従来よりも外界が明るく見え
る。この偏光板１０の強度が不十分の場合には、図７に
示すように、アクリル樹脂等の透明部材１１に偏光板１
０を接合して用いればよい。そして、図８に示すよう
に、この透明部材１１を接合した偏光板１０を映像表示
装置２０の前面にカバー１６として配置する。
通過する場合、液晶シャッター５を透過する偏光に対し
ては、偏光板１０は光を吸収しないので、透明板として
作用する。したがって、従来よりも外界が明るく見え
る。この偏光板１０の強度が不十分の場合には、図７に
示すように、アクリル樹脂等の透明部材１１に偏光板１
０を接合して用いればよい。そして、図８に示すよう
に、この透明部材１１を接合した偏光板１０を映像表示
装置２０の前面にカバー１６として配置する。
【００２１】なお、カバー１６の偏光板１０の透過軸と
液晶シャッター５の一番外界側の偏光板Ｐの透過軸とは
必ずしも一致している必要はない。図１０に示すよう
に、両透過軸の交差角Δθが３３°であった場合を考え
る。このとき、カバー偏光板１０を透過して液晶シャッ
ター５の最も外界側の偏光板Ｐを透過する光の量は、 ｃｏｓ2 Δθ＝ｃｏｓ2 ３３°＝０．７ と７０％となる。したがって、液晶シャッター５を透過
したときの光の量は７０％に減少するが、液晶シャッタ
ー５を遮光にしたときの漏れ光も７０％に減少するの
で、メリットはある。また、Δθを１８．４°以下にす
れば、光の量は９０％以上となるので、いっそう外界は
明るく見え、効果が大きい。
液晶シャッター５の一番外界側の偏光板Ｐの透過軸とは
必ずしも一致している必要はない。図１０に示すよう
に、両透過軸の交差角Δθが３３°であった場合を考え
る。このとき、カバー偏光板１０を透過して液晶シャッ
ター５の最も外界側の偏光板Ｐを透過する光の量は、 ｃｏｓ2 Δθ＝ｃｏｓ2 ３３°＝０．７ と７０％となる。したがって、液晶シャッター５を透過
したときの光の量は７０％に減少するが、液晶シャッタ
ー５を遮光にしたときの漏れ光も７０％に減少するの
で、メリットはある。また、Δθを１８．４°以下にす
れば、光の量は９０％以上となるので、いっそう外界は
明るく見え、効果が大きい。
【００２２】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。
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。
【００２３】以上の本発明の頭部装着型映像表示装置は
次のように構成することができる。 〔１〕映像を表示する映像表示素子と、前記映像と外部
からの外界像とを合成して観察者眼球に誘導するハーフ
ミラーを含んだ接眼光学系と、前記接眼光学系に近接し
て配置され、外界からの光の透過と遮光を切り換える液
晶シャッターとを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記接眼光学系と前記液晶シャッターとが接合され
ていることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
次のように構成することができる。 〔１〕映像を表示する映像表示素子と、前記映像と外部
からの外界像とを合成して観察者眼球に誘導するハーフ
ミラーを含んだ接眼光学系と、前記接眼光学系に近接し
て配置され、外界からの光の透過と遮光を切り換える液
晶シャッターとを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記接眼光学系と前記液晶シャッターとが接合され
ていることを特徴とする頭部装着型映像表示装置。
【００２４】〔２〕前記接眼光学系はハーフミラーを有
するプリズムを備えており、前記液晶シャッターは前記
プリズムの端面に接合されていることを特徴とする上記
〔１〕記載の頭部装着型映像表示装置。
するプリズムを備えており、前記液晶シャッターは前記
プリズムの端面に接合されていることを特徴とする上記
〔１〕記載の頭部装着型映像表示装置。
【００２５】〔３〕前記接眼光学系は前記液晶シャッタ
ーと対向する面が平面であるレンズを有しており、前記
液晶シャッターは前記平面と接合されていることを特徴
とする上記〔１〕記載の頭部装着型映像表示装置。
ーと対向する面が平面であるレンズを有しており、前記
液晶シャッターは前記平面と接合されていることを特徴
とする上記〔１〕記載の頭部装着型映像表示装置。
【００２６】〔４〕映像を表示する映像表示素子と、前
記映像の拡大像を観察者の眼球に誘導する接眼光学系
と、前記接眼光学系に近接して配置され、複数枚の偏光
板を有し、外界からの光の透過と遮光を切り換える液晶
シャッターとを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記液晶シャッターよりも外形が大きく、かつ、前
記液晶シャッターに対して眼球とは反対側に配置した第
１の偏光板を有することを特徴とする頭部装着型映像表
示装置。
記映像の拡大像を観察者の眼球に誘導する接眼光学系
と、前記接眼光学系に近接して配置され、複数枚の偏光
板を有し、外界からの光の透過と遮光を切り換える液晶
シャッターとを有する頭部装着型映像表示装置におい
て、前記液晶シャッターよりも外形が大きく、かつ、前
記液晶シャッターに対して眼球とは反対側に配置した第
１の偏光板を有することを特徴とする頭部装着型映像表
示装置。
【００２７】〔５〕前記液晶シャッターが有する偏光板
の中、眼球から一番離れた位置に配置された第２の偏光
板の透過軸と前記第１の偏光板の透過軸との交差角が３
３°以下であることを特徴とする上記〔４〕記載の頭部
装着型映像表示装置。
の中、眼球から一番離れた位置に配置された第２の偏光
板の透過軸と前記第１の偏光板の透過軸との交差角が３
３°以下であることを特徴とする上記〔４〕記載の頭部
装着型映像表示装置。
【００２８】〔６〕前記交差角が１８．４°以下である
ことを特徴とする上記〔５〕記載の頭部装着型映像表示
装置。
ことを特徴とする上記〔５〕記載の頭部装着型映像表示
装置。
【００２９】
【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、シースルー可能な
頭部装着型映像表示装置の液晶シャッターからの反射に
よるゴーストを除去でき、また、映像表示装置内部の機
構が見え難く、外観上好ましくなると共に、外界を明る
く視認できるようになる。
の頭部装着型映像表示装置によると、シースルー可能な
頭部装着型映像表示装置の液晶シャッターからの反射に
よるゴーストを除去でき、また、映像表示装置内部の機
構が見え難く、外観上好ましくなると共に、外界を明る
く視認できるようになる。
【図１】本発明の頭部装着型映像表示装置の第１実施例
の断面図である。
の断面図である。
【図２】第２実施例の断面図である。
【図３】ネガタイプの２枚重ねの液晶シャッターの構造
を分解して示す図である。
を分解して示す図である。
【図４】ポジタイプの２枚重ねの液晶シャッターの構造
を分解して示す図である。
を分解して示す図である。
【図５】床からの反射光が映像表示装置に入射する様子
を示す図である。
を示す図である。
【図６】Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率を例示するグ
ラフである。
ラフである。
【図７】第３実施例の斜視図である。
【図８】第３実施例の外観図である。
【図９】第３実施例において映像表示装置内部機構での
反射光の減光する様子を示す図である。
反射光の減光する様子を示す図である。
【図１０】カバー偏光板の透過軸と液晶シャッターの偏
光板の透過軸との交差角を示す図である。
光板の透過軸との交差角を示す図である。
【図１１】従来例の頭部装着型映像表示装置の断面図で
ある。
ある。
【図１２】従来例の頭部装着型映像表示装置の外観図で
ある。
ある。
１…液晶表示素子（ＬＣＤ） ２…バックライト ３…ハーフミラー ４…凹面鏡 ５…液晶シャッター ７…ビームスプリッタープリズム ８…反射防止コーティング ９…接合 １０…偏向板 １１…透明部材 １２…凸レンズ １３…凹レンズ １４…フレネルレンズ １６…カバー ２０…映像表示装置 ２１…床 Ｅ…観察者眼球 Ａ、Ｂ…液晶シャッター Ｐ…偏向板 Ｇ…ガラス基板 Ｌ…液晶層 Ｒ…自然光
Claims (1)
- 【請求項１】 映像を表示する映像表示素子と、前記映
像の拡大像を観察者の眼球に誘導する接眼光学系と、前
記接眼光学系に近接して配置され、複数枚の偏光板を有
し、外界からの光の透過と遮光を切り換える液晶シャッ
ターとを有する頭部装着型映像表示装置において、前記
液晶シャッターよりも外形が大きく、かつ、前記液晶シ
ャッターに対して眼球とは反対側に配置した第１の偏光
板を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP16651394A JP3354008B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651394A JP3354008B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832897A JPH0832897A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3354008B2 true JP3354008B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15832728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16651394A Expired - Fee Related JP3354008B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 頭部装着型映像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354008B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10401626B2 (en) | 2017-02-27 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus with light adjusting members |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5152049B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-02-27 | カシオ計算機株式会社 | 眼鏡型表示装置。 |
| US8994611B2 (en) | 2010-03-24 | 2015-03-31 | Olympus Corporation | Head-mounted type display device |
| JP6777358B2 (ja) * | 2015-12-09 | 2020-10-28 | コピン コーポレーション | 装着型映像表示装置 |
| CN108594441A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-09-28 | 王锐 | 一种光学系统 |
| CN108572457A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-09-25 | 王锐 | 一种光学显示系统 |
| CN108681073A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-10-19 | 王锐 | 一种增强现实光学显示系统 |
| EP4471721A3 (en) | 2018-12-21 | 2025-01-22 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece architecture incorporating artifact mitigation |
| JP2024004616A (ja) * | 2022-06-29 | 2024-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16651394A patent/JP3354008B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10401626B2 (en) | 2017-02-27 | 2019-09-03 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus with light adjusting members |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0832897A (ja) | 1996-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5831712A (en) | Optical apparatus having ocular optical system | |
| US11460704B2 (en) | Augmented reality apparatus and optical system therefor | |
| TWI880746B (zh) | 用於觀看場景的透明光導和近眼顯示器 | |
| US7616382B2 (en) | Image observation apparatus and image observation system | |
| US5982343A (en) | Visual display apparatus | |
| JP6264734B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
| TWI587004B (zh) | 顯示裝置 | |
| WO2021197082A1 (zh) | 增强现实设备及其显示方法 | |
| US11300789B2 (en) | Augmented reality glasses | |
| JPWO1997034182A1 (ja) | 頭部装着型表示装置 | |
| JP3354008B2 (ja) | 頭部装着型映像表示装置 | |
| JPH09304728A (ja) | 光学視覚装置 | |
| JP3524569B2 (ja) | 視覚表示装置 | |
| JP2008046562A (ja) | 頭部装着型ディスプレイ | |
| JPH06242435A (ja) | 画像観察装置 | |
| WO2024169155A1 (zh) | 虚像显示系统和车辆 | |
| CN109960037A (zh) | 头戴式显示器 | |
| KR102811857B1 (ko) | 헤드마운트 표시장치 | |
| US20260063907A1 (en) | Virtual image display apparatus and optical unit | |
| CN220232123U (zh) | 相位波导组件和近眼显示设备 | |
| US20260086369A1 (en) | Virtual image display apparatus and optical unit | |
| US20260093121A1 (en) | Virtual image display apparatus and optical unit | |
| US20250004276A1 (en) | Virtual image display device and optical unit | |
| JP2004012703A (ja) | 画像観察装置および画像観察システム | |
| WO2025065531A1 (zh) | 眼镜和眼镜架 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020904 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |