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JP4581587B2 - Video display device - Google Patents
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JP4581587B2 - Video display device - Google Patents

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本発明は、表示した映像の虚像を使用者が見ている外界に重ねて提供する映像表示装置に関し、特に、暗所で使用される映像表示装置に関する。   The present invention relates to a video display device that provides a virtual image of a displayed video superimposed on the outside world viewed by a user, and more particularly to a video display device used in a dark place.

使用者が映像を観察しながら外界をも観察し得るようにした個人用の映像表示装置が開発されている。このような映像表示装置は、日常生活で使用することが可能であり、文字で情報を表示することで、聴覚に障害を有する人の補助や、静粛さが必要な場所での説明の提供に有用であると期待されている。   Personal video display devices have been developed that allow the user to observe the outside world while observing the video. Such a video display device can be used in daily life, and by displaying information in characters, it can assist people with hearing impairments and provide explanations where quietness is required Expected to be useful.

上記の映像表示装置は、眼前にて使用するために、例えば眼鏡のように、頭部に装着し得る形態とされるのが一般的であり、小型軽量であることが求められる。また、映像を表示する表示部が外界からの光を遮ることがないようにする必要があり、表示部を小さくしながら大きな映像を提供し、さらに、観察者(使用者)の眼から提供する映像までの距離をある程度確保する必要もある。   In order to use the above-described video display device in front of the eyes, it is generally configured to be worn on the head, such as glasses, and is required to be small and light. In addition, it is necessary that the display unit that displays the video does not block light from the outside world, and a large video is provided while the display unit is small, and further provided from the eyes of the observer (user). It is also necessary to secure a certain distance to the image.

このため、表示部を眼の直前から外れた位置に配置するとともに、表示部からの光と外界からの光を合成して眼に導くコンバイナを眼の直前に配置し、眼に導かれる表示部からの光が表示部に表示された映像の拡大虚像を表すようにする接眼光学系を表示部からコンバイナまでの光路に配置するようにしている。   For this reason, the display unit is arranged at a position deviated from immediately before the eye, and a combiner that combines the light from the display unit and the light from the outside world and guides it to the eye is arranged just before the eye, and the display unit guided to the eye An eyepiece optical system is arranged in the optical path from the display unit to the combiner so that the light from the image represents an enlarged virtual image of the image displayed on the display unit.

表示部としては、例えば特開2002−18158号に開示されているように、照明光を変調する液晶表示素子(LCD)と照明光を発する光源とを組み合わせたものや、複数の発光ダイオード(LED)を並べたものを用いることができる。
特開2002−18158号
As the display unit, for example, as disclosed in JP-A-2002-18158, a combination of a liquid crystal display element (LCD) that modulates illumination light and a light source that emits illumination light, or a plurality of light emitting diodes (LEDs) ) Can be used.
JP 2002-18158

映像の虚像を外界に重ねて観察し得るようにした従来の映像表示装置は、明るい環境での使用を前提として構成されており、明るい外界に重なる映像(虚像)をできるだけ観察し易くするという点については、配慮がなされている。しかし、暗い環境での使用についてはほとんど考慮されていないのが現状である。   A conventional video display device that allows a virtual image of a video to be observed over the outside world is configured for use in a bright environment, and makes it easy to observe a video (virtual image) that overlaps the bright outside world as much as possible. Consideration has been made. However, the current situation is that little consideration is given to use in a dark environment.

暗い外界に重ねて映像を提供する場合、映像のうちの背景の部分すなわち文字等の表示内容以外の部分が完全に暗ければ、表示内容のみが観察され、外界のうち映像の背景に重なる部分は、映像が存在しない場合と同じ暗さで観察される。しかし、映像のコントラストが低く、背景がいくらかでも明るければ、外界のうち映像に重ならない部分と映像との間に明瞭な境界が生じて、使用者は違和感を覚える。また、外界のうち映像の背景に重なる部分が観察しづらくなる。   When providing video over a dark external environment, if the background part of the video, that is, the part other than the display content such as characters is completely dark, only the display content is observed, and the part of the external world that overlaps the video background Is observed in the same darkness as when no image is present. However, if the contrast of the image is low and the background is somewhat bright, a clear boundary is formed between the portion of the outside world that does not overlap the image and the image, and the user feels uncomfortable. Also, it is difficult to observe the part of the outside world that overlaps the background of the video.

このような状況が生じる使用例を図12に示す。図12は、映像表示装置をプラネタリウムで天体の説明に使用するときのものである。外界Exとして暗い夜空が表されており、その一部に重ねて映像(虚像)Dが表示されている。映像Dは、表示内容Daと背景Dbを含む。なお、映像表示装置を使用しないときの外界Exは図13に示すとおりである。また、図12、図13では、星座と表示内容Daを暗く(黒で)表記しており、背景Dbを明るく(白で)表記しているが、実際には、星座や表示内容Daは明るく表示され、背景Dbは暗い。   An example of use in which such a situation occurs is shown in FIG. FIG. 12 shows a case where the image display apparatus is used for explaining a celestial body using a planetarium. A dark night sky is represented as the outside world Ex, and an image (virtual image) D is displayed over the part. Video D includes display content Da and background Db. The external environment Ex when the video display device is not used is as shown in FIG. 12 and 13, the constellation and the display content Da are shown dark (in black) and the background Db is shown bright (in white), but actually the constellation and display content Da are bright. Displayed, background Db is dark.

しかし、映像Dのコントラストはあまり高くなく、背景Dbは完全には暗くなっていない。このため、映像Dの輪郭が明瞭になっており、また、外界Exのうち背景Dbに重なった部分が見づらくなっている。   However, the contrast of the image D is not so high, and the background Db is not completely dark. For this reason, the outline of the image D is clear, and the portion of the external environment Ex that overlaps the background Db is difficult to see.

前述のように、映像を表示する表示素子としては、LCDのように、照明光を変調して映像を表す光とする変調表示素子と、LEDのように、映像を表す光を自ら発する自発光表示素子とがある。このうち、自発光表示素子では、映像を表示しない状態の画素の輝度がきわめて低い。これに対し、変調表示素子では、映像を表示しない状態の画素がある程度の輝度を有する。これが、暗くなるべき背景が完全には暗くならないことの原因の1つとなっている。   As described above, as a display element that displays an image, a modulation display element that modulates illumination light to display light, such as an LCD, and a self-emission that emits light that displays an image, such as an LED. There is a display element. Among these, in the self-luminous display element, the luminance of the pixel in a state where no image is displayed is extremely low. On the other hand, in the modulation display element, pixels in a state where no video is displayed have a certain level of luminance. This is one of the causes that the background to be darkened does not completely darken.

人の視覚は環境の明るさに順応し、同一波長の光に対する比視感度は明順応しているときと暗順応しているときで相違する。従来の映像表示装置では、明るい環境での使用を前提としているため、明順応比視感度に基づいて映像を表す光の波長を定めていることになり、これも映像のコントラストを低下させて背景を明るく観察させる原因となっている。   Human vision adapts to the brightness of the environment, and the relative visual sensitivity to light of the same wavelength differs between when light is adapting and when darkly adapting. Since conventional video display devices are premised on use in a bright environment, the wavelength of light representing the video is determined based on the light adaptation relative visibility, which also reduces the contrast of the video and reduces the background. Cause bright observation.

また、表示内容の輝度は明るい環境で使用するのに適するように設定されているため、暗い環境で使用するときには、表示内容が明るくなりすぎて、使用者が眩しく感じてしまうという問題もある。   Further, since the brightness of the display content is set so as to be suitable for use in a bright environment, there is also a problem that when used in a dark environment, the display content becomes too bright and the user feels dazzling.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、外界に重ねて映像を提供し、暗い環境で使用される映像表示装置であって、提供する映像のうち背景の部分が十分に暗いものを実現すること、および、表示内容が使用者に眩しさを感じさせない程度の明るさのものを実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is an image display device that provides an image superimposed on the outside world and is used in a dark environment, and the background portion of the provided image is sufficient. An object is to realize a dark thing and a thing whose display contents are bright enough not to make the user feel dazzling.

上記目的を達成するために、本発明では、映像を表示する表示部と、表示部からの映像を表す光を外界からの光に重ねて観察者の眼に導くコンバイナと、観察者の眼に導かれる表示部からの光が映像の虚像を表すようにする接眼光学系を有し、暗い環境で使用される映像表示装置において、表示部として映像を表す光を自ら発する自発光表示素子を備え、表示部の各画素の発光時の輝度を10Cd/m2以下とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a display unit that displays an image, a combiner that superimposes light representing the image from the display unit on light from the outside world and guides the viewer's eyes, and an observer's eyes In a video display device that has an eyepiece optical system that allows light from a guided display section to represent a virtual image, and is used in a dark environment, the display section includes a self-luminous display element that emits light representing the video itself The luminance at the time of light emission of each pixel of the display unit is set to 10 Cd / m 2 or less.

この映像表示装置は、非発光時の輝度がきわめて低い自発光表示素子によって映像を表示するため、表示する映像のうちの背景の部分をほぼ完全に暗くすることができる。また、表示内容の明るさも観察者が眩しく感じない範囲に抑えられる。   Since this image display device displays an image by a self-luminous display element having a very low luminance when not emitting light, the background portion of the displayed image can be almost completely darkened. Further, the brightness of the display content can be suppressed to a range where the observer does not feel dazzling.

前記目的を達成するために、本発明ではまた、映像を表示する表示部と、表示部からの映像を表す光を外界からの光に重ねて観察者の眼に導くコンバイナと、観察者の眼に導かれる表示部からの光が映像の虚像を表すようにする接眼光学系を有し、暗い環境で使用される映像表示装置において、表示部が赤色の光のみで映像を表示するものとする。   In order to achieve the above object, the present invention also includes a display unit for displaying an image, a combiner that superimposes light representing the image from the display unit on the light from the outside, and guides the viewer's eyes. In an image display device used in a dark environment, the display unit displays an image with only red light, and has an eyepiece optical system that allows the light from the display unit guided to a virtual image to represent a virtual image. .

人の視覚が感知し得る光の波長帯域は、明順応しているときと暗順応しているときとで相違し、明順応しているときに比視感度が高い赤色光は、暗順応しているときには比視感度が大きく低下する。この映像表示装置では、赤色光で映像を表示するため、背景に多少輝度があったとしても、それが使用者の視覚に感知されることはなく、したがって、背景が明るく観察されるのを防止することができる。   The wavelength range of light that can be perceived by human vision is different between light adaptation and dark adaptation, and red light with high relative visibility when light adaptation is dark adaptation. When this occurs, the relative visibility is greatly reduced. In this video display device, video is displayed with red light, so even if there is some brightness in the background, it will not be perceived by the user's vision, thus preventing the background from being observed brightly can do.

ここで、表示部が表示する映像の光の波長を590nm以上にするとよい。このような波長では、暗順応比視感度は明順応比視感度の数分の1以下になり、背景が明るく観察されるのを防止し易くなる。   Here, the wavelength of the light of the image displayed on the display unit may be 590 nm or more. At such a wavelength, the dark adaptation specific luminous sensitivity is a fraction of the light adaptation specific luminous sensitivity, and it is easy to prevent the background from being observed brightly.

表示部の各画素の非表示時の輝度を1Cd/m2以下とするとよい。暗順応比視感度が低い赤色光で映像を表示するため、背景を成す非表示の画素の輝度をこの程度に抑えることで、背景が明るく観察されるのが確実に防止される。 The luminance when each pixel of the display unit is not displayed is preferably 1 Cd / m 2 or less. Since the image is displayed with red light having a low dark adaptation specific visibility, the brightness of the non-display pixels forming the background is suppressed to this level, so that the background is surely prevented from being observed brightly.

また、表示部の各画素の表示時の輝度を10Cd/m2以下とするとよい。暗順応比視感度が低い赤色光で映像を表示し、しかも、表示内容を成す画素の輝度をこのように設定すると、観察者が眩しさを感じるのを確実に防止することができる。 In addition, the luminance at the time of display of each pixel of the display unit is preferably 10 Cd / m 2 or less. If the image is displayed with red light having low dark adaptation specific visibility and the luminance of the pixels constituting the display content is set in this way, it is possible to reliably prevent the viewer from feeling dazzled.

コンバイナは体積位相型反射ホログラムとするとよい。体積位相型反射ホログラムは、薄く軽量である上、波長選択性が高いので、外界からの光をほとんど全て透過させ得る。このため、観察者は暗い外界を明瞭に観察することが可能である。   The combiner is preferably a volume phase reflection hologram. The volume phase reflection hologram is thin and lightweight, and has high wavelength selectivity, so that almost all light from the outside can be transmitted. Therefore, the observer can clearly observe the dark outside world.

ここで、コンバイナが正の光学的パワーを有し、接眼光学系の一部を兼ねて、観察者の眼に導かれる表示部からの光が映像の虚像を表すようにする設定とするとよい。コンバイナを接眼光学系の一部として利用することで、簡素な構成となる。特に、コンバイナとして体積位相型ホログラムを用いているので、光学的パワーをもたせることも容易である。   Here, it is preferable that the combiner has a positive optical power and serves as a part of the eyepiece optical system so that the light from the display unit guided to the observer's eye represents a virtual image of the image. By using the combiner as a part of the eyepiece optical system, a simple configuration is obtained. In particular, since a volume phase hologram is used as a combiner, it is easy to provide optical power.

接眼光学系が、表示部からの光を内部で全反射してコンバイナに導くとともに外界からの光を透過させる透明板状部材を含む構成としてもよい。この構成では、接眼光学系を薄くすることができて軽量になる。また、コンバイナの周辺においても外界からの光を眼に導くことができる上、表示部を眼の直前から大きく離れた位置に配置することができるので、広い視野を確保することが可能になる。   The eyepiece optical system may include a transparent plate-like member that totally reflects light from the display unit and guides it to the combiner and transmits light from the outside. In this configuration, the eyepiece optical system can be made thin and light. In addition, it is possible to guide light from the outside world to the eyes even in the vicinity of the combiner, and it is possible to secure a wide field of view because the display unit can be arranged at a position far away from immediately before the eyes.

本発明の映像表示装置では、提供する映像の背景が明るく観察されるのを防止することができて、観察者が違和感を覚えることがない。また、外界のうち映像の背景に重なる部分の観察も困難にならない。さらに、表示時の画素の輝度を10Cd/m2以下とすることで、使用者に眩しさを感じさせることもない。したがって、暗い環境での使用に好適な映像表示装置となる。 In the video display apparatus of the present invention, it is possible to prevent the background of the video to be provided from being observed brightly, and the observer does not feel uncomfortable. In addition, it is not difficult to observe the portion of the outside world that overlaps the background of the image. Furthermore, the brightness of the pixel at the time of display is 10 Cd / m 2 or less, so that the user does not feel dazzling. Therefore, the video display device is suitable for use in a dark environment.

以下、本発明の映像表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態の映像表示装置1の光学構成を図1に模式的に示す。映像表示装置1は、表示部12および接眼光学系13を有する。表示部12としては、映像の1点に相当する各画素が自ら光を発する自発光表示素子であるエレクトロルミネセンス(EL)素子12aを用いている。EL素子の各画素の非発光時の輝度は0.001Cd/m2程度である。 Hereinafter, embodiments of a video display device of the present invention will be described with reference to the drawings. An optical configuration of the video display device 1 of the first embodiment is schematically shown in FIG. The video display device 1 includes a display unit 12 and an eyepiece optical system 13. As the display unit 12, an electroluminescence (EL) element 12a, which is a self-luminous display element in which each pixel corresponding to one point of an image emits light, is used. The luminance of each pixel of the EL element when not emitting light is about 0.001 Cd / m 2 .

接眼光学系13は、透明基板13aと、その表面に設けられた半透過膜13bより成る。透明基板13aは、対向する2面を自由曲面とされており、その一方に半透過膜13bが設けられている。半透過膜13bは、例えば、透過率90%、反射率10%に設定されている。   The eyepiece optical system 13 includes a transparent substrate 13a and a semi-transmissive film 13b provided on the surface thereof. In the transparent substrate 13a, two opposing surfaces are free curved surfaces, and a semi-transmissive film 13b is provided on one of them. The semi-transmissive film 13b is set to have a transmittance of 90% and a reflectance of 10%, for example.

表示部12からの映像を表す光は、透明基板13aの端面から内部に入り、一方の面で全反射されて、他方の面に設けられた半透過膜13bに入射し、一部が反射される。半透過膜13bで反射された表示部12からの光は、透明基板13aから出射して光学瞳Eに達する。透明基板の2つの自由曲面は、全体として、表示部12からの光に対して正の光学的パワーを有するように設定されており、光学瞳Eの位置では表示部12に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。光学瞳Eから虚像までの距離は数m程度であり、また、虚像の大きさは表示部12に表示された映像の10倍以上である。   The light representing the image from the display unit 12 enters the inside from the end surface of the transparent substrate 13a, is totally reflected on one surface, is incident on the semi-transmissive film 13b provided on the other surface, and is partially reflected. The The light from the display unit 12 reflected by the semi-transmissive film 13b is emitted from the transparent substrate 13a and reaches the optical pupil E. The two free-form surfaces of the transparent substrate are set so as to have a positive optical power with respect to the light from the display unit 12 as a whole, and the image displayed on the display unit 12 at the position of the optical pupil E is set. An enlarged virtual image can be observed. The distance from the optical pupil E to the virtual image is about several meters, and the size of the virtual image is more than 10 times the image displayed on the display unit 12.

半透過膜13bは外界からの光の大部分を透過させ、また、透明基板13aは外界からの光をほとんど全て透過させるため、使用者は外界を観察することが可能である。表示部12に表示した映像の虚像は、外界の一部に重なって観察されることになる。半透過膜13bは接眼光学系13の一部を成すとともに、表示部12からの光と外界からの光を合成して光学瞳Eに導くコンバイナを成す。   The semi-transmissive film 13b transmits most of the light from the outside, and the transparent substrate 13a transmits almost all the light from the outside, so that the user can observe the outside. The virtual image of the image displayed on the display unit 12 is observed while overlapping a part of the outside world. The semi-transmissive film 13b forms a part of the eyepiece optical system 13, and also forms a combiner that combines light from the display unit 12 and light from the outside world and guides it to the optical pupil E.

外界からの光は透明基板13aの自由曲面を透過する際に屈折するが、その屈折によって外界が歪んで観察されるのを防止するために、透明基板13aの半透過膜13bが設けられた面には、もう1つの透明基板14が接合されている。透明基板14の接合面に対向する面は、透明基板13の接合面に対向する自由曲面に対応した自由曲面とされており、これら2つの自由曲面を透過した後の外界からの光は、透過前の光路の延長上を直進する。なお、これら2つの面を、自由曲面とすることに代えて、互いに平行な平面としてもよい。   Light from the outside world is refracted when it passes through the free curved surface of the transparent substrate 13a. In order to prevent the outside world from being distorted and observed due to the refraction, the surface on which the semi-transmissive film 13b of the transparent substrate 13a is provided. Is joined with another transparent substrate 14. The surface facing the bonding surface of the transparent substrate 14 is a free curved surface corresponding to the free curved surface facing the bonding surface of the transparent substrate 13, and light from the outside after passing through these two free curved surfaces is transmitted. Go straight on the extension of the previous light path. These two surfaces may be planes parallel to each other, instead of being free-form surfaces.

接眼光学系13を成す透明基板13aと半透過膜13bと、歪み補正用の透明基板14の全体を合わせた透過率(可視光の全波長に対する透過率)は約80%であり、外界は映像表示装置1を使用ないときと同程度の明るさで観察される。したがって、映像表示装置1を使用することによって暗い外界の観察が困難になることはない。   The total transmittance of the transparent substrate 13a and the semi-transmissive film 13b constituting the eyepiece optical system 13 and the distortion correcting transparent substrate 14 (transmittance for all wavelengths of visible light) is about 80%, and the outside world is an image. It is observed with the same brightness as when the display device 1 is not used. Therefore, the use of the video display device 1 does not make it difficult to observe a dark external environment.

表示部12の各画素の非表示時(非発光時)輝度は前述のようにきわめて低いから、映像のうち非表示の画素によって構成される背景の部分は、ほぼ完全に暗くなる。このため、外界のうち映像(虚像)に重なる部分と重ならない分とに明るさの差は生じず、映像とその周囲の外界との境界は観察されない。また、外界のうち映像に重なる部分の観察が映像の背景によって困難になることもない。   Since the luminance of each pixel of the display unit 12 when not displaying (when not emitting light) is extremely low as described above, the background portion constituted by the non-displaying pixels in the image is almost completely dark. For this reason, there is no difference in brightness between the portion of the outside world that does not overlap the portion that overlaps the image (virtual image), and the boundary between the image and the surrounding outside is not observed. In addition, it is not difficult to observe the portion of the outside world that overlaps the image due to the background of the image.

表示部12の各画素の表示時(発光時)の輝度は、1〜10Cd/m2の範囲内に設定されている。したがって、表示画素によって構成される表示内容が明るすぎて使用者が眩しさを感じるということはない。また、各画素の非表示時の輝度がきわめて低いから、表示時の輝度をこのような範囲に設定しても、表示部12に表示する映像のコントラストは高く、表示内容の観察も容易である。 The luminance of each pixel of the display unit 12 during display (light emission) is set within a range of 1 to 10 Cd / m 2 . Therefore, the display content constituted by the display pixels is not too bright and the user does not feel dazzled. Further, since the luminance when each pixel is not displayed is extremely low, the contrast of the image displayed on the display unit 12 is high and the display content can be easily observed even when the luminance when displaying is set in such a range. .

映像表示装置1の使用例を図2に示す。これは、前述の図12と同様に、映像表示装置1をプラネタリウムで天体の説明に使用するときのものである。外界Exとして暗い夜空が表されており、その一部に重ねて映像(虚像)Dが表示されている。映像Dは、表示内容Daと背景Dbを含む。映像表示装置1を使用しないときの外界Exは図13に示したとおりである。ここでも、星座と表示内容Daを暗く(黒で)表記しており、背景Dbを明るく(白で)表記しているが、実際には、星座や表示内容Daは明るく表示され、背景Dbは暗い。さらに、映像Dの輪郭を破線で表しているが、この輪郭は観察されない。   An example of use of the video display device 1 is shown in FIG. This is the same as in the case of FIG. 12 described above when the video display device 1 is used for explaining a celestial body using a planetarium. A dark night sky is represented as the outside world Ex, and an image (virtual image) D is displayed over the part. Video D includes display content Da and background Db. The external environment Ex when the video display device 1 is not used is as shown in FIG. Here, the constellation and the display content Da are shown dark (in black) and the background Db is shown bright (in white). However, actually, the constellation and display content Da are displayed brightly, and the background Db is dark. Furthermore, although the outline of the image D is represented by a broken line, this outline is not observed.

なお、図2は以下に述べる各実施形態の映像表示装置の使用例でもあり、上記の説明は各実施形態の映像表示装置が提供する映像にも当てはまる。   Note that FIG. 2 is a usage example of the video display device of each embodiment described below, and the above description also applies to a video provided by the video display device of each embodiment.

第2の実施形態の映像表示装置2の光学構成を図3に模式的に示す。映像表示装置2は、表示部12および接眼光学系13より成る。表示部12としては、第1の実施形態の映像表示装置1と同様に、EL素子12aを用いている。接眼光学系13は、体積位相型反射ホログラム13cである。ホログラム13cは透明基板14'に貼り付けられている。   FIG. 3 schematically shows an optical configuration of the video display device 2 according to the second embodiment. The video display device 2 includes a display unit 12 and an eyepiece optical system 13. As the display unit 12, an EL element 12a is used as in the video display device 1 of the first embodiment. The eyepiece optical system 13 is a volume phase reflection hologram 13c. The hologram 13c is attached to the transparent substrate 14 ′.

表示部12からの映像を表す光は、体積位相型反射ホログラム13cに入射し、反射されて光学瞳Eに達する。ホログラム13cは、表示部12からの光に対して正の光学的パワーを有するように設定されており、光学瞳Eの位置では表示部12に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。   Light representing an image from the display unit 12 enters the volume phase reflection hologram 13c, is reflected, and reaches the optical pupil E. The hologram 13c is set so as to have a positive optical power with respect to the light from the display unit 12, and an enlarged virtual image of the image displayed on the display unit 12 can be observed at the position of the optical pupil E. .

光の波長と体積位相型反射ホログラム13cの回折効率との関係を図4に示す。ホログラム13は、465±5nm、520±5nm、635±5nmの3つの波長帯域の光を選択的に回折させて反射する。表示部12は、これらの波長帯域の中央波長すなわち465nm、520nm、635nmの光を発するように設定されており、表示部12からの映像を表す光は、ホログラム13cによって効率よく反射される。映像表示装置2ではカラー映像が提供される。   FIG. 4 shows the relationship between the wavelength of light and the diffraction efficiency of the volume phase reflection hologram 13c. The hologram 13 selectively diffracts and reflects light in three wavelength bands of 465 ± 5 nm, 520 ± 5 nm, and 635 ± 5 nm. The display unit 12 is set to emit light at the center wavelengths of these wavelength bands, that is, 465 nm, 520 nm, and 635 nm, and the light representing the image from the display unit 12 is efficiently reflected by the hologram 13c. The video display device 2 provides a color video.

一般に、ホログラムは、このように高い波長選択性を有するほか、高い入射角依存性も有しており、特定方向から入射する特定波長の光のみに作用するから、外界からの光はほとんど全て回折されることなくホログラム13cを透過する。したがって、使用者は外界を観察することが可能であり、表示部12に表示した映像の虚像は、外界の一部に重なって観察されることになる。ホログラム13cは接眼光学系13の一部を成すとともに、表示部12からの光と外界からの光を合成して光学瞳Eに導くコンバイナを成す。   In general, a hologram has such a high wavelength selectivity and also has a high incident angle dependency, and acts only on light of a specific wavelength incident from a specific direction, so almost all light from the outside is diffracted. The hologram 13c is transmitted without being transmitted. Therefore, the user can observe the outside world, and the virtual image of the video displayed on the display unit 12 is observed while overlapping a part of the outside world. The hologram 13c forms a part of the eyepiece optical system 13, and also forms a combiner that combines the light from the display unit 12 and the light from the outside world and guides it to the optical pupil E.

ホログラム13cと透明基板14'を合わせた透過率(可視光の全波長に対する透過率)は約90%であり、映像表示装置2では、観察される外界の明るさの低下が、映像表示装置1よりもさらに抑えられる。なお、表示部12の各画素の表示時の輝度は、映像表示装置1と同様に、1〜10Cd/m2の範囲内に設定されている。 The combined transmittance of the hologram 13c and the transparent substrate 14 ′ (transmittance with respect to all wavelengths of visible light) is about 90%. In the image display device 2, the brightness of the observed external environment is reduced. More suppressed than. In addition, the luminance at the time of display of each pixel of the display unit 12 is set within a range of 1 to 10 Cd / m 2 , similarly to the video display device 1.

第3の実施形態の映像表示装置3の光学構成を図5に模式的に示す。映像表示装置3は、表示部12および接眼光学系13より成る。表示部12としては、第1、第2の実施形態の映像表示装置1、2と同様に、EL素子12aを用いている。接眼光学系13は、透明基板13aと、体積位相型反射ホログラム13cより成る。   FIG. 5 schematically shows an optical configuration of the video display device 3 according to the third embodiment. The video display device 3 includes a display unit 12 and an eyepiece optical system 13. As the display unit 12, an EL element 12a is used as in the video display devices 1 and 2 of the first and second embodiments. The eyepiece optical system 13 includes a transparent substrate 13a and a volume phase reflection hologram 13c.

透明基板13は、平行平板の下端部を下端に近いほど薄くなるくさび状とするとともに、上端部を上端に近いほど厚くなる形状としたものである。ホログラム13は、透明基板13aの下端部の傾斜面に貼り付けられている。表示部12は筐体11に収容されており、筐体11は透明基板13aの上端部に取り付けられている。   The transparent substrate 13 is formed in a wedge shape such that the lower end of the parallel flat plate becomes thinner as it approaches the lower end, and the upper end becomes thicker as it approaches the upper end. The hologram 13 is attached to the inclined surface at the lower end of the transparent substrate 13a. The display unit 12 is accommodated in a housing 11, and the housing 11 is attached to the upper end portion of the transparent substrate 13a.

表示部12からの映像を表す光は、端面から透明基板13aの内部に入り、対向する2つの面で複数回全反射されて、体積位相型反射ホログラム13cに入射する。ホログラム13cに入射した光は、反射されて光学瞳Eに達する。ホログラム13cは、表示部12からの光に対して正の光学的パワーを有するように設定されており、光学瞳Eの位置では表示部12に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。   The light representing the image from the display unit 12 enters the inside of the transparent substrate 13a from the end surface, is totally reflected a plurality of times by two opposing surfaces, and enters the volume phase reflection hologram 13c. The light incident on the hologram 13c is reflected and reaches the optical pupil E. The hologram 13c is set so as to have a positive optical power with respect to the light from the display unit 12, and an enlarged virtual image of the image displayed on the display unit 12 can be observed at the position of the optical pupil E. .

ホログラム13cは、映像表示装置2のものと同様に、465±5nm、520±5nm、635±5nmの3つの波長帯域の光を選択的に回折させて反射するように設定されており、表示部12も、映像表示装置2のものと同様に、465nm、520nm、635nmの光を発するように設定されている。映像表示装置3でもカラー映像が提供される。   The hologram 13c is set to selectively diffract and reflect light in three wavelength bands of 465 ± 5 nm, 520 ± 5 nm, and 635 ± 5 nm, similar to that of the video display device 2. 12 is set to emit light of 465 nm, 520 nm, and 635 nm, similar to that of the video display device 2. The video display device 3 also provides a color video.

ホログラム13cおよび透明基板13aは、外界からの光をほとんど全て透過させる。したがって、使用者は外界を観察することが可能であり、表示部12に表示した映像の虚像は、外界の一部に重なって観察されることになる。ホログラム13cは接眼光学系13の一部を成すとともに、表示部12からの光と外界からの光を合成して光学瞳Eに導くコンバイナを成す。   The hologram 13c and the transparent substrate 13a transmit almost all light from the outside. Therefore, the user can observe the outside world, and the virtual image of the video displayed on the display unit 12 is observed while overlapping a part of the outside world. The hologram 13c forms a part of the eyepiece optical system 13, and also forms a combiner that combines the light from the display unit 12 and the light from the outside world and guides it to the optical pupil E.

外界からの光が透明基板13aのくさび状の下端部を透過することにより観察される外界にひずみが生じるのを防止するために、透明基板13aの下端部のホログラム13cが設けられた傾斜面には、透明基板14が接合されている。透明基板14と透明基板13は一体となって平行平板を成し、観察される外界に歪みは生じない。   In order to prevent distortion from occurring in the external world observed when light from the outside passes through the wedge-shaped lower end of the transparent substrate 13a, the inclined surface provided with the hologram 13c at the lower end of the transparent substrate 13a is used. The transparent substrate 14 is bonded. The transparent substrate 14 and the transparent substrate 13 are integrated to form a parallel plate, and no distortion occurs in the observed external environment.

接眼光学系13を成す透明基板13aとホログラム13cと歪み補正用の透明基板14を合わせた透過率は約90%であり、映像表示装置3では、観察される外界の明るさの低下が映像表示装置2と同様に抑えられる。なお、表示部12の各画素の表示時の輝度は1〜10Cd/m2の範囲内に設定されている。 The total transmittance of the transparent substrate 13a, the hologram 13c, and the distortion correcting transparent substrate 14 constituting the eyepiece optical system 13 is about 90%. In the image display device 3, a decrease in the brightness of the observed external environment is displayed on the image display. It is suppressed similarly to the apparatus 2. In addition, the brightness | luminance at the time of the display of each pixel of the display part 12 is set in the range of 1-10 Cd / m < 2 >.

映像表示装置3では、表示部12からの光を、透明基板13a内での全反射によってホログラム13cに導くようにしているので、表示部12およびこれを収容した筐体11を、眼の直前から大きく離れた位置に配置することができる。このため、外界に対する視野を広く確保することができる。透明基板13の厚さは3mm程度とすることが可能であり、映像表示装置3は小型軽量となる。   In the video display device 3, light from the display unit 12 is guided to the hologram 13c by total reflection in the transparent substrate 13a. It can be arranged at a position far away. For this reason, a wide field of view with respect to the outside world can be secured. The thickness of the transparent substrate 13 can be about 3 mm, and the video display device 3 is small and light.

第4の実施形態の映像表示装置4の外観を図6に模式的に示す。図6において、(a)は正面図、(b)は上面図、(c)は側面図である。映像表示装置4は、使用者の頭部に装着された状態で使用され、一方の眼(右眼)に映像を提供する。映像表示装置4は、映像を提供するための光学モジュール10を有する。光学モジュール10は、表示部を収容した筐体11と、接眼光学系13を含んでいる。   The appearance of the video display device 4 of the fourth embodiment is schematically shown in FIG. 6A is a front view, FIG. 6B is a top view, and FIG. 6C is a side view. The video display device 4 is used while being worn on the user's head, and provides video to one eye (right eye). The video display device 4 includes an optical module 10 for providing video. The optical module 10 includes a housing 11 that houses a display unit, and an eyepiece optical system 13.

筐体11はブリッジ21に取り付けられており、筐体11とブリッジ21にはそれぞれフレーム22が取り付けいられている。また、各フレーム22には、ヒンジを介してテンプル23が取り付けられており、ブリッジ21には1対の鼻当て24が取り付けられている。映像表示装置4は、全体として、一般の眼鏡から一方のレンズを除いたような形態であり、装着時には、テンプル23を側頭部で支持され、鼻当て24を鼻で支持される。   The casing 11 is attached to a bridge 21, and a frame 22 is attached to each of the casing 11 and the bridge 21. A temple 23 is attached to each frame 22 via a hinge, and a pair of nose pads 24 are attached to the bridge 21. The video display device 4 as a whole has a form in which one lens is removed from general glasses, and when worn, the temple 23 is supported by the temporal region and the nose pad 24 is supported by the nose.

光学モジュール10には、不図示の制御部から電力、映像信号、および制御信号を表示部に伝送するためのケーブル15が接続されている。ケーブル15は一方のテンプル23に沿って設けられている。   Connected to the optical module 10 is a cable 15 for transmitting power, a video signal, and a control signal from a control unit (not shown) to the display unit. The cable 15 is provided along one temple 23.

図6(a)の線A−A'での光学モジュール10の断面を図7に示す。光学モジュール10には、表示部12、接眼光学系13が含まれている。表示部12は、映像の1点に相当する各画素が与えられる照明光を変調する変調表示素子である液晶表示素子(LCD)12b、液晶表示素子12bに照明光を供給する光源12c、光源12cからの照明光を非等法的に拡散する拡散板12d、および拡散板12dを透過した光を集光させる集光レンズ12eより成る。   FIG. 7 shows a cross section of the optical module 10 taken along line AA ′ in FIG. The optical module 10 includes a display unit 12 and an eyepiece optical system 13. The display unit 12 includes a liquid crystal display element (LCD) 12b that is a modulation display element that modulates illumination light applied to each pixel corresponding to one point of an image, a light source 12c that supplies illumination light to the liquid crystal display element 12b, and a light source 12c. A diffusing plate 12d that diffuses illumination light from the light in an inhomogeneous manner, and a condensing lens 12e that condenses the light transmitted through the diffusing plate 12d.

拡散板12dは、光源12cからの光を、左右方向(図7の紙面に垂直な方向)に約40゜拡散し、これに垂直な方向に約0.5゜拡散するように設定されている。また、集光レンズ12eは、拡散板12dによって拡散された光が効率よく光学瞳Eを形成するように配置されている。   The diffusing plate 12d is set to diffuse light from the light source 12c by about 40 ° in the left-right direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 7) and by about 0.5 ° in the direction perpendicular thereto. . The condensing lens 12e is arranged so that the light diffused by the diffusion plate 12d efficiently forms the optical pupil E.

接眼光学系13は、第3の実施形態の映像表示装置3のものと同様の構成であり、透明基板13aと体積位相型反射ホログラム13cより成る。前述のように、ホログラム13cは、表示部12からの光と外界からの光を合成するコンバイナを兼ねている。また、透明基板13aには、歪み補正用の透明基板14が接合されている。使用者は、光学瞳Eの位置で、外界の一部に重なる拡大虚像を観察することができる。   The eyepiece optical system 13 has the same configuration as that of the video display device 3 of the third embodiment, and includes a transparent substrate 13a and a volume phase reflection hologram 13c. As described above, the hologram 13c also serves as a combiner that combines light from the display unit 12 and light from the outside world. A transparent substrate 14 for distortion correction is bonded to the transparent substrate 13a. The user can observe an enlarged virtual image overlapping a part of the outside world at the position of the optical pupil E.

光学瞳Eの位置での視野を図8に示す。表示部12を収容した筐体11は、光学瞳Eの直前から上方に大きく離れた位置に存在し、筐体11によって遮られる視野の上下方向の角度は約30゜である。外界の視野の上下方向の角度は70゜であるが、筐体11の左方および右方ではより大きい。なお、映像(虚像)の視野の上下方向の角度は約10゜である。   A field of view at the position of the optical pupil E is shown in FIG. The housing 11 that accommodates the display unit 12 exists at a position that is far away from immediately before the optical pupil E, and the vertical angle of the visual field that is blocked by the housing 11 is about 30 °. The vertical angle of the visual field of the outside world is 70 °, but is larger on the left and right sides of the housing 11. The vertical angle of the visual field of the image (virtual image) is about 10 °.

光の波長と体積位相型反射ホログラム13cの回折効率の関係を図9に示す。ホログラム13cは、635±5nmの単一の波長帯域の光を選択的に回折させて反射するように設定されており、表示部12の光源12cは、その波長帯域の中央波長すなわち635nmの光を発するように設定されている。したがって、映像表示装置4は、赤色光の映像を提供することになる。なお、光源12cとしては、例えば発光ダイオード(LED)を用いることができる。   FIG. 9 shows the relationship between the wavelength of light and the diffraction efficiency of the volume phase reflection hologram 13c. The hologram 13c is set so as to selectively diffract and reflect light in a single wavelength band of 635 ± 5 nm, and the light source 12c of the display unit 12 reflects light at the center wavelength of the wavelength band, that is, 635 nm. It is set to emit. Therefore, the video display device 4 provides a red light video. For example, a light emitting diode (LED) can be used as the light source 12c.

光の波長と人の視覚の比視感度との関係を図10に示す。これは、光学技術ハンドブック(朝倉書店)634頁に掲載されているものである。図10より明らかなように、暗順応しているときに比視感度が高い波長帯域は、明順応しているときに比視感度が高い波長帯域よりも短波長側にあり、暗順応しているときの赤色光の比視感度は低い。   FIG. 10 shows the relationship between the wavelength of light and the specific visual sensitivity of human vision. This is published in page 634 of the Optical Technology Handbook (Asakura Shoten). As is clear from FIG. 10, the wavelength band with high relative visibility when darkly adapted is on the shorter wavelength side than the wavelength band with high relative visibility when brightly adapted. The relative luminous sensitivity of red light is low.

変調表示素子である液晶表示素子の各画素からは、非表示のときでも、光が漏れ出す。この光の量は表示のときの100分の1程度である。映像表示装置4の液晶表示素子12bも同様であり、非表示画素の輝度は表示画素の輝度の約1/100となる。しかし、映像表示装置4では、映像を表す光を赤色光、つまり暗順応時に比視感度の低い波長の光としているので、非表示の画素から漏れ出た光が使用者に観察されることはほとんどなく、非表示の画素が構成する映像の背景はきわめて暗く観察される。したがって、提供する映像(虚像)とその周囲の背景との間に境界は観察されず、また、外界のうち映像の背景に重なる部分の観察も容易である。   Light leaks from each pixel of the liquid crystal display element, which is a modulation display element, even when non-display. This amount of light is about 1/100 of the display. The same applies to the liquid crystal display element 12b of the video display device 4, and the luminance of the non-display pixel is about 1/100 of the luminance of the display pixel. However, in the video display device 4, the light representing the video is red light, that is, light having a wavelength with low relative visibility at the time of dark adaptation, so that the light leaking from the non-display pixels is observed by the user. There is almost no background of the image formed by non-displayed pixels. Therefore, no boundary is observed between the provided video (virtual image) and the surrounding background, and it is easy to observe the portion of the external world that overlaps the video background.

非表示時の液晶表示素子12bの画素の輝度は1Cd/m2以下とするのが望ましい。このようにすることで、映像の背景を確実に暗くすることができる。非常時の画素の輝度が1Cd/m2のとき、表示時の画素の輝度は約100Cd/m2となる。この値は第1〜第3の実施形態の映像表示装置1〜3における値の10〜100倍となるが、暗順応時の赤色光の比視感度が低いから、使用者が眩しいと感じるほど表示内容が明るく観察されることはほとんどない。ただし、使用者の視覚には個人差があるから、確実に眩しさを感じさせないようにするために、表示画素の輝度を10Cd/m2以下、したがって、非表示画素の輝度を0.1Cd/m2以下とするのが好ましい。 It is desirable that the luminance of the pixel of the liquid crystal display element 12b during non-display is 1 Cd / m 2 or less. In this way, the background of the video can be surely darkened. When the brightness of the emergency pixel is 1 Cd / m 2 , the brightness of the display pixel is about 100 Cd / m 2 . This value is 10 to 100 times the value in the video display devices 1 to 3 of the first to third embodiments. However, since the relative luminous sensitivity of red light during dark adaptation is low, the user feels dazzling. The display content is rarely observed brightly. However, since there are individual differences in the visual perception of the user, the luminance of the display pixels is 10 Cd / m 2 or less, and therefore the luminance of the non-display pixels is 0.1 Cd / m 2 in order to ensure that the user is not dazzled. m 2 or less is preferable.

光源12cが発する光の波長に幅があると、ホログラム13cによって回折された光の中に、設計とはやや異なる方向に進むものが生じる。例えば、波長635nmの光と波長640nmの光は回折後に異なる方向に進む。これは提供する映像(虚像)の解像度を低下させる原因となる。しかしながら、その角度差は、比較的長波長である赤色光では、短波長の光(例えば、波長475nmと480nmの青色光)に比べて小さくなる。したがって、赤色光で映像を表示する映像表示装置1では、光源12cが発する光の波長に幅があっても、解像度の低下は少ない。   If the wavelength of the light emitted from the light source 12c is wide, some of the light diffracted by the hologram 13c travels in a direction slightly different from the design. For example, light having a wavelength of 635 nm and light having a wavelength of 640 nm travel in different directions after diffraction. This causes a reduction in the resolution of the provided video (virtual image). However, the angle difference is smaller for red light having a relatively long wavelength than for light having a short wavelength (for example, blue light having a wavelength of 475 nm and 480 nm). Therefore, in the video display device 1 that displays video with red light, even if the wavelength of the light emitted from the light source 12c has a width, there is little decrease in resolution.

映像表示装置4では、頭部に装着する構成としているので、提供される映像(虚像)の位置が一定となる。したがって、暗い環境でも映像がどこにあるのかが使用者に判り易く、暗い環境での使用に一層好適である。なお、ここでは、光源12cが発する光、すなわち映像を表す光の波長を635nmとしているが、図10より判るように、暗順応比視感度は光の波長が590〜700nmの範囲内であれば略一定なので、映像を表す光の波長はこの範囲内のどの値としてもよい。ホログラム13cの回折特性は、映像を表す光の波長に応じて定めておく。   Since the video display device 4 is configured to be mounted on the head, the position of the provided video (virtual image) is constant. Therefore, it is easy for the user to understand where the image is even in a dark environment, which is more suitable for use in a dark environment. Here, the wavelength of the light emitted from the light source 12c, that is, the light representing the image is set to 635 nm. However, as can be seen from FIG. 10, the dark adaptation relative luminous efficiency is within the range of the light wavelength of 590 to 700 nm. Since it is substantially constant, the wavelength of light representing an image may be any value within this range. The diffraction characteristics of the hologram 13c are determined in accordance with the wavelength of light representing an image.

第5の実施形態の映像表示装置5の外観を図11に模式的に示す。図11において、(a)は正面図、(b)は上面図、(c)は側面図である。この映像表示装置5は、第4の実施形態の映像表示装置4に、光学モジュール10をもう1つ加えて、両眼に映像(虚像)を提供するようにしたものである。映像表示装置5は全体とて、概ね左右対称となっている。なお、ケーブル15は、一方の筐体11を経て他方の筐体11にまで延設されている。   The appearance of the video display device 5 of the fifth embodiment is schematically shown in FIG. In FIG. 11, (a) is a front view, (b) is a top view, and (c) is a side view. This video display device 5 is obtained by adding another optical module 10 to the video display device 4 of the fourth embodiment to provide a video (virtual image) to both eyes. The video display device 5 is generally bilaterally symmetric as a whole. Note that the cable 15 extends to one housing 11 through the other housing 11.

上記の各実施形態1〜5の映像表示装置1は、表示部12の表示輝度を調節し得るようにして、環境の明るさに応じて表示輝度を変化させるようにすることもできる。その場合、表示輝度の調節は、EL素子12aや光源12cの印加電圧を変えることによって行ってもよいし、EL素子12aや液晶表示素子12bに与える輝度信号を変えることによって行ってもよい。後者の方がより簡素な構成となり、低コストで実現できる。   The video display devices 1 according to the first to fifth embodiments can adjust the display luminance of the display unit 12 so that the display luminance can be changed according to the brightness of the environment. In that case, the display luminance may be adjusted by changing the voltage applied to the EL element 12a or the light source 12c, or by changing the luminance signal applied to the EL element 12a or the liquid crystal display element 12b. The latter is simpler and can be realized at a lower cost.

表示輝度を調節し得るようにすると明るい環境での使用も可能となる。例えば、外界の輝度が100Cd/m2のときの表示輝度を200Cd/m2とし、外界の輝度が低下するにつれて、表示輝度を低下させて、最終的に前述の値になるようにすれば、あらゆる明るさの環境で使用することができる。 If the display brightness can be adjusted, it can be used in a bright environment. For example, external luminance is the display brightness when the 100 Cd / m 2 and 200 Cd / m 2, as external luminance is lowered, lowering the display brightness, if eventually to be the above value, Can be used in any brightness environment.

環境の明るさに応じて表示輝度を調節することは、複数の映像表示装置をまとめて制御する制御部を備えて、複数の映像表示装置についてまとめて行うことができる。例えばプラネタリウムで使用する映像表示装置の場合、プラネタリウム全体の制御を行う制御部が、提供する内容に応じて、全ての映像表示装置の表示輝度を調節するようにする。   Adjusting the display brightness according to the brightness of the environment can be performed for a plurality of video display devices by including a control unit that collectively controls the plurality of video display devices. For example, in the case of a video display device used in a planetarium, a control unit that controls the entire planetarium adjusts the display brightness of all the video display devices according to the contents to be provided.

また、環境の明るさに応じて映像表示装置ごとに個別に表示輝度を調節するようにすることも可能である。その場合、各映像表示装置に操作部を備えて使用者が手動調節するようにしてもよいし、また、各映像表示装置に明るさを検出するセンサを備えて、検出結果に基づいて自動的に調節するようにしてもよい。その明るさセンサは、外界のうち提供する映像(虚像)に重なる部分の明るさを検出するものとするのが好ましい。その際、映像に重なる部分の平均的な明るさを検出してもよいし、映像に重なる部分のうち最も明るい部位の明るさを検出するようにしてもよい。   It is also possible to individually adjust the display brightness for each video display device according to the brightness of the environment. In that case, each video display device may be provided with an operation unit and manually adjusted by the user, or each video display device may be provided with a sensor for detecting brightness, and automatically based on the detection result. You may make it adjust to. The brightness sensor preferably detects the brightness of a portion of the outside world that overlaps the video (virtual image) provided. At that time, the average brightness of the part overlapping the video may be detected, or the brightness of the brightest part of the part overlapping the video may be detected.

映像表示装置ごとに個別に表示輝度を調整するようにすると、環境の明るさが方向によって異なるときでも、使用者が観察する方向に応じた適切な明るさの映像を各使用者に提供することが可能になる。   When the display brightness is adjusted individually for each video display device, even when the brightness of the environment varies depending on the direction, it is possible to provide each user with an image with appropriate brightness according to the direction that the user observes. Is possible.

なお、上記の各実施形態では、自発光表示素子の例として、エレクトロルミネセンス(EL)素子12aを掲げたが、発光ダイオード(LED)アレイや、陰極線管(CRT)を用いることもできる。また、変調表示素子の例として、透過型の液晶表示素子12bを掲げたが、反射型の液晶表示素子を採用することも可能である。   In each of the above embodiments, the electroluminescence (EL) element 12a is used as an example of the self-luminous display element. However, a light emitting diode (LED) array or a cathode ray tube (CRT) can also be used. Further, although the transmissive liquid crystal display element 12b is given as an example of the modulation display element, a reflective liquid crystal display element can also be adopted.

第1の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing an optical configuration of a video display device according to a first embodiment. 各実施形態の映像表示装置の暗い環境における使用例を示す図。The figure which shows the usage example in the dark environment of the video display apparatus of each embodiment. 第2の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the optical structure of the video display apparatus of 2nd Embodiment. 光の波長と第2の実施形態の映像表示装置が備える体積位相型反射ホログラムの回折効率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the wavelength of light, and the diffraction efficiency of the volume phase type | mold reflection hologram with which the video display apparatus of 2nd Embodiment is provided. 第3の実施形態の映像表示装置の光学構成を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the optical structure of the video display apparatus of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の映像表示装置の外観を模式的に示す正面図(a)、上面図(b)および側面図(c)。The front view (a) which shows typically the external appearance of the video display apparatus of 4th Embodiment, a top view (b), and a side view (c). 第4の実施形態の映像表示装置の光学モジュールを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the optical module of the video display apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施形態の映像表示装置の視野角を示す断面図。Sectional drawing which shows the viewing angle of the video display apparatus of 4th Embodiment. 光の波長と第4の実施形態の映像表示装置が備える体積位相型反射ホログラムの回折効率との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the wavelength of light, and the diffraction efficiency of the volume phase type | mold reflection hologram with which the video display apparatus of 4th Embodiment is provided. 光の波長と人の視覚の比視感度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the wavelength of light and specific visual sensitivity of human vision. 第5の実施形態の映像表示装置の外観を模式的に示す正面図(a)、上面図(b)および側面図(c)。The front view (a) which shows typically the external appearance of the video display apparatus of 5th Embodiment, a top view (b), and a side view (c). 従来の映像表示装置の暗い環境における使用例を示す図。The figure which shows the usage example in the dark environment of the conventional video display apparatus. 映像表示装置が使用される暗い環境の例を示す図。The figure which shows the example of the dark environment where a video display apparatus is used.

符号の説明Explanation of symbols

1〜5 映像表示装置
10 光学モジュール
11 筐体
12 表示部
12a エレクトロルミネセンス素子
12b 液晶表示素子
13 接眼光学系
13a 透明基板
13b 半透過膜
13c 体積位相型反射ホログラム
14 歪み補正用透明基板
14' 透明基板
15 ケーブル
21 ブリッジ
22 フレーム
23 テンプル
24 鼻当て
E 光学瞳
D 映像
Da 映像表示内容
Db 映像背景
Ex 外界
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-5 Video display apparatus 10 Optical module 11 Housing | casing 12 Display part 12a Electroluminescent element 12b Liquid crystal display element 13 Eyepiece optical system 13a Transparent substrate 13b Semi-transmissive film 13c Volume phase type reflection hologram 14 Distortion correction transparent substrate 14 'Transparent Board 15 Cable 21 Bridge 22 Frame 23 Temple 24 Nose pad E Optical pupil D Video Da Video display contents Db Video background Ex External

Claims (6)

映像を表示する表示部と、表示部からの映像を表す光を外界からの光に重ねて観察者の眼に導くコンバイナと、観察者の眼に導かれる表示部からの光が映像の虚像を表すようにする接眼光学系とを有する映像表示装置において、A display unit that displays an image, a combiner that superimposes light representing the image from the display unit on light from the outside world and directs it to the viewer's eyes, and light from the display unit that is guided to the viewer's eyes creates a virtual image of the image In an image display device having an eyepiece optical system to represent,
表示部の各画素の表示時の輝度が10Cd/mThe luminance at the time of display of each pixel of the display unit is 10 Cd / m 22 以下に設定されているときに、表示部が表示する映像の光の波長が590nm以上であることを特徴とする映像表示装置。An image display device, wherein the wavelength of light of an image displayed on the display unit is 590 nm or more when set as follows.
表示部が赤色の光のみで映像を表示することを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。The video display device according to claim 1, wherein the display unit displays the video only with red light. 表示部の各画素の非表示時の輝度が1Cd/mThe luminance when each pixel of the display unit is not displayed is 1 Cd / m 22 以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の映像表示装置。The video display device according to claim 1, wherein: コンバイナが体積位相型反射ホログラムであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の映像表示装置。4. The video display device according to claim 1, wherein the combiner is a volume phase reflection hologram. コンバイナが正の光学的パワーを有し、接眼光学系の一部を兼ねて、観察者の眼に導かれる表示部からの光が映像の虚像を表すようにすることを特徴とする請求項4に記載の映像表示装置。5. The combiner has positive optical power, and serves as a part of an eyepiece optical system so that light from a display unit guided to an observer's eye represents a virtual image of an image. The video display device described in 1. 接眼光学系が、表示部からの光を内部で全反射してコンバイナに導くとともに外界からの光を透過させる透明板状部材を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の映像表示装置。6. The eyepiece optical system includes a transparent plate-like member that totally reflects light from the display unit and guides the light to the combiner while allowing light from the outside to pass therethrough. Video display device.
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