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JP2000241751A - Video display device - Google Patents

Video display device

Info

Publication number
JP2000241751A
JP2000241751A JP11044488A JP4448899A JP2000241751A JP 2000241751 A JP2000241751 A JP 2000241751A JP 11044488 A JP11044488 A JP 11044488A JP 4448899 A JP4448899 A JP 4448899A JP 2000241751 A JP2000241751 A JP 2000241751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
crystal display
image
observer
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.)
Pending
Application number
JP11044488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Kasai
一郎 笠井
Hideki Osada
英喜 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP11044488A priority Critical patent/JP2000241751A/en
Priority to US09/504,073 priority patent/US6335838B1/en
Publication of JP2000241751A publication Critical patent/JP2000241751A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device which is capable of providing good-quality videos in spite of small-sized and lightweight constitution suitable for a use form by arranging a translucent reflection element for separating illumination light and reflected light between a liquid crystal display and a reflection surface having power. SOLUTION: This video display device 1 has a liquid crystal display 11 of a reflection type for displaying videos, a light source section 12 for supplying the illumination light to be imparted to the liquid crystal display 11, the translucent reflection element (PBS mirror) 14 and observation optical systems (prism faces) 17 to 19. The PBS mirror 14 introduces the illumination light form the light source section 12 to the liquid crystal display 11 and introduces the reflected light of the liquid crystal display 11 to a direction different from a direction heading to the light source section 12. The prism faces 17 to 19 include at least one reflection surface having optical power and introduce the reflected light of the liquid crystal display 11 introduced by the PBS mirror 14 to the observer's eyes, thereby providing the observer with the virtual image of the video displayed on the liquid crystal display 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の眼前に配
置されて使用される映像表示装置に関し、特に、反射型
液晶表示器によって映像を表示する映像表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device which is used by being arranged in front of an observer's eyes, and more particularly to an image display device which displays an image by a reflection type liquid crystal display.

【0002】[0002]

【従来の技術】頭部に装着され、あるいは手で保持され
て、観察者の眼前にて使用される映像表示装置があり、
仮想の現実を臨場感豊かに提供する手段として、あるい
はビデオカメラ等の撮影機器に組み込まれてファインダ
ーとして多用されている。このような映像表示装置は、
表示した映像の光を観察光学系を介して観察者の眼に導
き、映像を拡大された虚像として観察者に提供するよう
に構成されている。
2. Description of the Related Art There is an image display device which is mounted on a head or held by a hand and used in front of an observer.
It is often used as a means for providing virtual reality with a sense of realism, or as a finder incorporated in a shooting device such as a video camera. Such a video display device,
The light of the displayed image is guided to the eyes of the observer via the observation optical system, and the image is provided to the observer as an enlarged virtual image.

【0003】観察者に提供する映像は、明るく、精細度
が高く、特に仮想現実を提供する場合は、視野も広いこ
とが望ましい。その一方で、頭部への装着または手での
保持という使用形態から、装置は小型かつ軽量であるこ
とが強く要求される。このような要求を満たし得る表示
素子に液晶表示器があり、眼前にて使用される映像表示
装置の大半が液晶表示器を採用している。
[0003] It is desirable that an image provided to an observer is bright and has high definition, and particularly when providing virtual reality, a wide field of view is desired. On the other hand, it is strongly demanded that the device be small and lightweight due to the usage form of being attached to the head or holding by hand. A liquid crystal display is one of the display elements that can satisfy such requirements, and most of the video display devices used in front of the eyes adopt the liquid crystal display.

【0004】液晶表示器は2次元に配列された多数の画
素を有しており、与えられる照明光を各画素で偏光変換
して、変換後の光に偏光の強度分布の変化をもたらすこ
とにより光の変調を行う。各画素の偏光変換は映像信号
に応じて個別に制御され、画素ごとに偏光変換の程度は
異なる。その結果、画素間で変換後の偏光の量に差が生
じ、量に差の生じた偏光を眼に導くことにより、輝度に
差のある像すなわち映像が提供される。
A liquid crystal display has a large number of two-dimensionally arranged pixels, and converts polarization of given illumination light in each pixel to bring about a change in intensity distribution of polarized light in the converted light. Modulates light. The polarization conversion of each pixel is individually controlled according to the video signal, and the degree of polarization conversion differs for each pixel. As a result, there is a difference in the amount of polarized light after conversion between pixels, and an image or video having a difference in luminance is provided by guiding the polarized light having the difference in amount to the eyes.

【0005】液晶表示器は、観察側の反対側から照明光
を与える透過型と、観察側と同じ側から照明光を与える
反射型に大別される。反射型液晶表示器は透過型液晶表
示器に比べて様々な長所がある。液晶表示器の各画素を
制御するTFT等の回路部分にはある程度の大きさが必
要であるが、透過型液晶表示器ではこれらの回路部分が
各画素の開口を小さくする要因となるのに対し、反射型
液晶表示器では、回路部分を観察側と反対側の面に配置
することが可能であるため、回路部分による開口率の低
下が少なくなって明るい画像が得られる。
[0005] Liquid crystal displays are roughly classified into a transmission type in which illumination light is applied from the side opposite to the observation side and a reflection type in which illumination light is applied from the same side as the observation side. Reflective LCDs have various advantages over transmissive LCDs. Circuit parts such as TFTs that control each pixel of the liquid crystal display need a certain size, but in a transmissive liquid crystal display, these circuit parts cause the aperture of each pixel to be small. In the reflection type liquid crystal display, since the circuit portion can be disposed on the surface opposite to the observation side, a decrease in the aperture ratio due to the circuit portion is reduced and a bright image can be obtained.

【0006】透過型液晶表示器と反射型液晶表示器の開
口率の差異は、画素を小さくするほど顕著になる。した
がって、同じ画素数で明るさも同じにする場合には、反
射型液晶表示器の方がより小型に形成することができ
る。一方、表示器の大きさを同じにする場合には、反射
型液晶表示器の方がより多数の画素を備え得ることにな
り、より精細度の高い画像を提供することができる。
The difference in the aperture ratio between the transmissive liquid crystal display and the reflective liquid crystal display becomes more remarkable as the size of the pixel becomes smaller. Therefore, when the same number of pixels and the same brightness are used, the reflection type liquid crystal display can be formed smaller. On the other hand, when the size of the display is the same, the reflection type liquid crystal display can have a larger number of pixels and can provide an image with higher definition.

【0007】また、反射型液晶表示器では偏光変換を行
う液晶層の厚さを透過型液晶表示器よりも薄くすること
が原理的に可能である。このため、反射型液晶表示器の
方が表示の切り替えをより速やかに行うことができる。
In a reflection type liquid crystal display, it is possible in principle to make a liquid crystal layer for performing polarization conversion thinner than a transmission type liquid crystal display. Therefore, the reflection type liquid crystal display can switch the display more quickly.

【0008】このような特長をもつ反射型液晶表示器を
用いれば、眼前にて使用される映像表示装置に求められ
る明るく高精細な画像の達成に大きく寄与することにな
る。しかも、表示器の大きさが小さくなることにより観
察光学系を小さくすることが可能になって、装置を小型
化することも容易になる。
The use of a reflection type liquid crystal display having such features greatly contributes to achieving a bright and high-definition image required for a video display device used in front of the eyes. In addition, since the size of the display device is reduced, the observation optical system can be reduced, and the device can be easily reduced in size.

【0009】表示素子からの光を観察者の眼に導く観察
光学系は、表示された映像の質を低下させることなく観
察者に提供し得るものであることに加え、使用形態に適
する小型軽量のものであることが望ましい。この観点か
ら、光学的パワーをもった反射面を観察光学系に備える
ことが提案されている。
The observation optical system that guides light from the display element to the eyes of the observer can be provided to the observer without deteriorating the quality of the displayed image, and is small and lightweight suitable for use. It is desirable that From this viewpoint, it has been proposed to provide a reflection surface having optical power in the observation optical system.

【0010】反射面は、屈折角が波長に依存する屈折面
と違い、反射角に波長依存性がなく、色収差が発生しな
い。また、光を収束させる正のパワーを有しながら、ペ
ッツバール値が負となるので全体のペッツバール和の改
善に寄与し、周辺でも像面歪曲のほとんどない平面性に
優れた映像を提供することができる。しかも、入射光と
反射光の光路が一部重なるため、光路長を長くし易い。
したがって、光学的パワーをもつ反射面を備えた観察光
学系では、小型でありながら、映像の質の低下を避けつ
つ拡大倍率を大きくし、広視野化を達成することができ
る。
[0010] Unlike a refraction surface in which the refraction angle depends on the wavelength, the reflection surface has no wavelength dependence in the reflection angle and does not generate chromatic aberration. Also, while having a positive power to converge light, the Petzval value becomes negative, which contributes to the improvement of the overall Petzval sum, and provides an image excellent in flatness with almost no image field distortion even in the periphery. it can. In addition, since the optical paths of the incident light and the reflected light partially overlap, the optical path length can be easily increased.
Therefore, in an observation optical system having a reflecting surface having optical power, it is possible to increase the magnification and increase the field of view while avoiding a decrease in image quality, while being small in size.

【0011】このような特長を有する反射面を観察光学
系に備えた頭部載置型表示装置(HMD)が、特開平9
−90270号、8−313829号、7−17500
9号に開示されている。
A head-mounted display device (HMD) provided with a reflecting surface having such features in an observation optical system is disclosed in
-90270, 8-313829, 7-17500
No. 9.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前述のように反射型液
晶表示器には観察側から照明光を与える必要があり、照
明光と反射光の光路が重なる。このため、光源からの未
変調の照明光と、変調後の液晶表示器からの反射光を分
離する必要が生じる。ところが、上記各公報のHMDで
は、照明光と変調後の光とを分離することができず、表
示素子として反射型液晶表示器を用いることができなか
った。このため、やや性能の劣る透過型液晶表示器を採
用しており、反射面を備えた観察光学系を用いながら
も、観察者に提供する映像の質の向上には限界があっ
た。
As described above, it is necessary to apply illumination light to the reflection type liquid crystal display from the observation side, and the optical paths of the illumination light and the reflected light overlap. Therefore, it is necessary to separate the unmodulated illumination light from the light source from the reflected light from the modulated liquid crystal display. However, in the HMDs of the above publications, illumination light and modulated light cannot be separated, and a reflection type liquid crystal display device cannot be used as a display element. For this reason, a transmissive liquid crystal display device having somewhat inferior performance is employed, and there is a limit in improving the quality of an image provided to an observer even though an observation optical system having a reflection surface is used.

【0013】一方、反射型液晶表示器を用いたHMDも
提案されている。その構成を図5に示す。このHMDで
は、反射型液晶表示器91とこれを照明する光源部92
の間に、偏光面が垂直な2つの偏光成分の一方を透過さ
せ他方を反射する偏光分離(PBS)ミラー93を配置
し、PBSミラー93によって反射された液晶表示器9
1からの反射光の光路上に観察光学系として接眼レンズ
94を配置している。液晶表示器91からの反射光はP
BSミラー93によって光源部92からの照明光と分離
され、接眼レンズ94によって観察者の瞳EPに導かれ
る。
On the other hand, an HMD using a reflection type liquid crystal display has been proposed. The configuration is shown in FIG. In this HMD, a reflection type liquid crystal display 91 and a light source unit 92 for illuminating the same are provided.
A polarization separation (PBS) mirror 93 that transmits one of the two polarization components whose polarization planes are perpendicular to each other and reflects the other is disposed between the two, and the liquid crystal display 9 reflected by the PBS mirror 93.
An eyepiece lens 94 is arranged as an observation optical system on the optical path of the reflected light from 1. The reflected light from the liquid crystal display 91 is P
The illumination light from the light source unit 92 is separated by the BS mirror 93 and guided to the pupil EP of the observer by the eyepiece 94.

【0014】このHMDでは、反射型液晶表示器91に
より質の高い映像を表示することができる。しかし、観
察光学系を屈折面のみで構成しているため、拡大倍率を
大きくしようとすると観察者に提供する映像の質が劣化
し易くなって、広視野化が困難になる。また、観察光学
系を成す接眼レンズ94は精細さに優れた反射型液晶表
示器91の特長をできるだけ生かし得るように設計され
るが、それにも限界があり、特に大きさに制約のある条
件下では、反射型液晶表示器の特長を十分に生かし得る
接眼レンズの設計は難しい。
In this HMD, high quality images can be displayed by the reflection type liquid crystal display 91. However, since the observation optical system is constituted only by the refraction surface, if the magnification is increased, the quality of the image provided to the observer is easily deteriorated, and it is difficult to widen the visual field. The eyepiece 94 constituting the observation optical system is designed so as to make the best use of the characteristics of the reflection type liquid crystal display 91 having excellent definition. However, there is a limit to this, especially under conditions where the size is limited. Then, it is difficult to design an eyepiece that can make full use of the features of the reflective liquid crystal display.

【0015】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、使用形態に適した小型、軽量な構成でありなが
ら、より良質の映像を提供し得る映像表示装置を実現す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to realize a video display device which can provide a higher quality video while having a small and lightweight configuration suitable for a use form. I do.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、観察者の眼前に配置されて、表示した
映像の虚像を観察者に提供する映像表示装置に、映像を
表示する反射型の液晶表示器と、液晶表示器に与える照
明光を供給する光源部と、光源部からの照明光を液晶表
示器に導くとともに、液晶表示器の反射光を光源部に向
かう方向とは異なる方向に導く半透過性の反射素子と、
光学的パワーを有する反射面を少なくとも1つ含み、半
透過性の反射素子によって導かれた液晶表示器の反射光
を観察者の眼に導いて、液晶表示器に表示された映像の
虚像を観察者に提供する観察光学系とを備える。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an image is displayed on an image display device which is arranged in front of the observer and provides a virtual image of the displayed image to the observer. A reflection type liquid crystal display, a light source unit that supplies illumination light to be given to the liquid crystal display, and a direction in which the illumination light from the light source unit is guided to the liquid crystal display and the reflected light of the liquid crystal display is directed toward the light source unit A semi-transmissive reflective element for guiding in different directions,
Includes at least one reflective surface having optical power, guides reflected light of a liquid crystal display guided by a semi-transmissive reflective element to an observer's eyes, and observes a virtual image of an image displayed on the liquid crystal display And an observation optical system provided to the user.

【0017】この映像表示装置は、前述の多くの特徴を
有する反射型液晶表示器によって映像を表示するもので
あり、質の高い映像を表示することができる。また、観
察光学系には光学的パワーを有する反射面が含まれてお
り、表示した映像の質を低下させることなく観察者に提
供することができる。照明光と反射光は半透過性の反射
素子によって分離されるから、照明光が観察者の眼に導
かれてゴーストが発生することもない。したがって、明
るく、精細度が高く、しかも鮮明な映像を提供すること
が可能である。また、照明光と反射光を分離する半透過
性の反射素子は液晶表示器とパワーを有する反射面の間
に配置されているため、観察光学系の主点が観察者の眼
から大きく離れることが防止されて、アイポイントの確
保が容易である。
This image display device displays an image using a reflection type liquid crystal display having many of the above-mentioned features, and can display a high-quality image. In addition, the observation optical system includes a reflection surface having optical power and can be provided to an observer without deteriorating the quality of a displayed image. Since the illuminating light and the reflected light are separated by the semi-transmissive reflecting element, the illuminating light is not guided to the observer's eyes, and no ghost occurs. Therefore, it is possible to provide a bright, high-definition, and clear image. In addition, since the translucent reflective element that separates illumination light and reflected light is placed between the liquid crystal display and the reflective surface having power, the principal point of the observation optical system may be far away from the observer's eyes. Is prevented, and the eye point can be easily secured.

【0018】観察光学系に含まれる反射面は正のパワー
を有する凹反射面とするとよい。この反射面は液晶表示
器に表示された映像を拡大して眼に導くことになり、そ
の拡大倍率を大きくしても像面歪曲は生じない。したが
って、提供する映像の質の低下を伴うことなく、容易に
映像の視野角を大きくすることができる。
The reflecting surface included in the observation optical system is preferably a concave reflecting surface having a positive power. This reflective surface magnifies the image displayed on the liquid crystal display and guides it to the eyes. Even if the magnification is increased, no image surface distortion occurs. Therefore, it is possible to easily increase the viewing angle of the image without deteriorating the quality of the image to be provided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】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。図1に、
第1の実施形態の映像表示装置1の光学系の構成を示
す。この映像表示装置1は、反射型の液晶表示器11、
光源部12、PBSミラー14、およびプリズム16を
備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the video display device of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG.
1 shows a configuration of an optical system of a video display device 1 according to a first embodiment. The image display device 1 includes a reflective liquid crystal display 11,
The light source unit 12 includes a PBS mirror 14 and a prism 16.

【0020】光源部12は、直線状に配列された複数の
ランプ12aと導光板12bより成り、液晶表示器11
を照明するための照明光を供給する。ランプ12aは偏
光面が無秩序な光を発する。導光板12bは、柱状の微
小な三角プリズムを平面状に多数配列して成り、ランプ
12aからの線状の光を側面から受けて、各プリズムで
反射することにより、液晶表示器11の表示面全体を照
明し得る径の光束とする。
The light source unit 12 includes a plurality of lamps 12a and a light guide plate 12b arranged in a straight line.
To provide illumination light for illuminating the. The lamp 12a emits light whose polarization plane is disordered. The light guide plate 12b is formed by arranging a large number of columnar minute triangular prisms in a plane, receives linear light from the lamp 12a from the side, and reflects the light by each prism to form a display surface of the liquid crystal display 11. A light beam having a diameter that can illuminate the whole is used.

【0021】PBSミラー14は、導光板12bからの
光を反射して液晶表示器11に導くとともに、液晶表示
器11からの反射光に含まれる映像を表す光を透過させ
てプリズム16に導く。PBSミラー14は、P偏光と
して入射する偏光成分を透過させ、S偏光として入射す
る光を反射するように設定されている。導光板12bか
らの光のうち、PBSミラー14に対してS偏光となる
偏光成分のみが反射されて液晶表示器11に導かれ、P
BSミラー14に対してP偏光となる光は透過して捨て
られる。
The PBS mirror 14 reflects the light from the light guide plate 12b and guides the light to the liquid crystal display 11, and transmits the light representing the image contained in the reflected light from the liquid crystal display 11 and guides the light to the prism 16. The PBS mirror 14 is set to transmit a polarized light component incident as P-polarized light and reflect light incident as S-polarized light. Of the light from the light guide plate 12b, only the polarization component that becomes S-polarized light with respect to the PBS mirror 14 is reflected and guided to the liquid crystal display 11, and
The light that becomes P-polarized light passes through the BS mirror 14 and is discarded.

【0022】液晶表示器11は与えられた照明光を反射
するとともに、表示した映像によって照明光を変調し
て、反射光の一部の偏光面を90゜回転させる。映像表
示装置1では、偏光面が90゜回転した偏光成分が映像
を表す光となるように液晶表示器11の駆動を制御す
る。したがって、液晶表示器11の反射光に含まれる映
像を表す光は、PBSミラー14に対してP偏光となり
PBSミラー14を透過する。液晶表示器11の反射光
に含まれる偏光面が回転しなかった光は、PBSミラー
14に対してS偏光のままであり、反射されて捨てられ
る。
The liquid crystal display 11 reflects the applied illumination light and modulates the illumination light according to the displayed image to rotate a part of the reflected light by 90 °. In the image display device 1, the driving of the liquid crystal display 11 is controlled so that the polarization component whose polarization plane is rotated by 90 ° becomes light representing an image. Therefore, light representing an image contained in the reflected light of the liquid crystal display 11 becomes P-polarized light with respect to the PBS mirror 14 and transmits through the PBS mirror 14. The light included in the reflected light of the liquid crystal display 11 whose polarization plane has not rotated remains S-polarized light with respect to the PBS mirror 14, is reflected and discarded.

【0023】プリズム16はポリメチルメタクリレート
(PMMA)製である。プリズム16は、PBSミラー
14を介して与えられる液晶表示器11からの反射光を
観察者の瞳EPに導くもので、これに関与する面として
面17、18、19を有している。面17は平面であ
り、PBSミラー14からの光を全て透過させるように
設定されている。面18も平面であるが、面17を透過
した光が臨界角を超えて入射するように設定されてお
り、面17を透過した光は面18で全反射される。
The prism 16 is made of polymethyl methacrylate (PMMA). The prism 16 guides reflected light from the liquid crystal display 11 provided via the PBS mirror 14 to the pupil EP of the observer, and has surfaces 17, 18, and 19 as surfaces involved in this. The surface 17 is a flat surface and is set so as to transmit all the light from the PBS mirror 14. The surface 18 is also a flat surface, but the light transmitted through the surface 17 is set so as to enter beyond the critical angle, and the light transmitted through the surface 17 is totally reflected by the surface 18.

【0024】面19は光軸に関して非回転対称なアナモ
ルフィック非球面の凸面である。面19には全反射性の
反射膜が形成されており、面19は面18側からの光に
対して正のパワーを有する凹面ミラーとして作用する。
面19は、面18で全反射された光を反射して、臨界角
よりも小さい入射角で面18に再度入射させるように設
定されている。したがって、面19に入射した光は、入
射角とは異なる反射角で反射され、面18を透過して、
収束しながら観察者の瞳EPに入射する。
The surface 19 is a convex surface of an anamorphic aspheric surface which is non-rotationally symmetric with respect to the optical axis. The surface 19 is provided with a total reflection film, and the surface 19 functions as a concave mirror having a positive power with respect to light from the surface 18 side.
The surface 19 is set so as to reflect the light totally reflected by the surface 18 and re-enter the surface 18 at an incident angle smaller than the critical angle. Therefore, light incident on the surface 19 is reflected at a reflection angle different from the incident angle, passes through the surface 18, and
The light enters the pupil EP of the observer while converging.

【0025】観察者は、面19を介して液晶表示器11
の表示面を視て、表示された映像の拡大された虚像を観
察することになる。プリズム16の3つの面17、18
および19は、照明光から分離された液晶表示器11の
反射光を瞳EPに導き、表示された映像の虚像を観察者
に提供する観察光学系を成す。このうち面18は、入射
する方向に応じて光を透過させまたは反射する選択反射
面となっている。
The observer can touch the liquid crystal display 11 through the surface 19.
Of the displayed image is observed by observing the display surface of. Three faces 17, 18 of prism 16
And 19 form an observation optical system for guiding the reflected light of the liquid crystal display 11 separated from the illumination light to the pupil EP and providing a virtual image of the displayed image to the observer. The surface 18 is a selective reflection surface that transmits or reflects light according to the incident direction.

【0026】上記構成の映像表示装置1は、2組備えて
HMDや手持ち式の双眼鏡型装置とすることができる
し、撮影した映像を電気信号に変換するビデオカメラ等
の撮影機器に組み込んで、ファインダーとして用いるこ
ともできる。映像表示装置1では上述のように非共軸光
学系の観察光学系を採用しており、これにより、観察者
の視線の方向について小型の、すなわち薄型の装置とな
っている。
The image display apparatus 1 having the above-described configuration can be provided as an HMD or a hand-held binoculars type apparatus provided with two sets, or incorporated in a photographing device such as a video camera for converting a photographed image into an electric signal. It can also be used as a finder. As described above, the image display apparatus 1 employs the observation optical system of the non-coaxial optical system, and thereby, the apparatus is small in the direction of the line of sight of the observer, that is, a thin apparatus.

【0027】第2の実施形態の映像表示装置2の光学系
の構成を図2に示す。この映像表示装置2は、反射型の
液晶表示器21、光源部22、コンデンサレンズ23、
およびプリズム26を備えている。光源部22は、液晶
表示器21に供給する照明光を発するランプ22aと、
ランプ22aが発した光を反射するリフレクタ22bよ
り成る。コンデンサレンズ23は2つの凸面24、25
を有しており、光源部22からの照明光を略平行光とし
て液晶表示器21に導く。
FIG. 2 shows the configuration of the optical system of the video display device 2 according to the second embodiment. The image display device 2 includes a reflective liquid crystal display 21, a light source unit 22, a condenser lens 23,
And a prism 26. A light source unit 22 that emits illumination light to be supplied to the liquid crystal display 21;
The reflector 22b reflects the light emitted from the lamp 22a. The condenser lens 23 has two convex surfaces 24 and 25
And guides the illumination light from the light source unit 22 to the liquid crystal display 21 as substantially parallel light.

【0028】プリズム26はPMMA製であり、光の進
行に関与する3つの面27、28、29を有している。
面27はアナモルフィック非球面の凹面であり、P偏光
を透過させS偏光を反射するPBSミラーとされてい
る。光源部22からの偏光面が無秩序な光のうち、PB
Sミラー27に対してP偏光となる偏光成分は透過して
捨てられ、PBSミラー27に対してS偏光となる偏光
成分は反射されてコンデンサレンズ23に導かれる。光
源部22からの光は発散光束となっているが、凹面であ
るPBSミラー27によって平行光束に近づけられ、コ
ンデンサーレンズによって略平行光束とされて液晶表示
器21に入射する。
The prism 26 is made of PMMA, and has three surfaces 27, 28 and 29 involved in the propagation of light.
The surface 27 is a concave surface of an anamorphic aspheric surface, and is a PBS mirror that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. Of the light having a disordered polarization plane from the light source unit 22, PB
The polarization component that becomes P-polarized light with respect to the S mirror 27 is transmitted and discarded, and the polarization component that becomes S-polarized light with respect to the PBS mirror 27 is reflected and guided to the condenser lens 23. Although the light from the light source unit 22 is a divergent light beam, the light is made closer to a parallel light beam by the PBS mirror 27 having a concave surface, is converted into a substantially parallel light beam by the condenser lens, and enters the liquid crystal display 21.

【0029】映像表示装置2においても、液晶表示器2
1は、偏光面が90゜回転した光が映像を表す光となる
ように制御される。液晶表示器21の反射光は、コンデ
ンサレンズ23を透過して、PBSミラー27に再度入
射する。このうち、映像を表す光はPBSミラー27に
対してP偏光となっており、PBSミラー27を透過し
て面28に向かう。変調後も偏光面が回転しなかった光
は、PBSミラー27に対してS偏光のままであり、反
射されて捨てられる。
In the image display device 2, the liquid crystal display 2
1 is controlled such that light whose polarization plane is rotated by 90 ° becomes light representing an image. The reflected light from the liquid crystal display 21 passes through the condenser lens 23 and enters the PBS mirror 27 again. Of these, light representing an image is P-polarized light with respect to the PBS mirror 27 and passes through the PBS mirror 27 toward the surface 28. The light whose polarization plane has not rotated even after the modulation remains S-polarized light with respect to the PBS mirror 27, is reflected and discarded.

【0030】面28もアナモルフィック非球面の凹面で
ある。面28は、PBSミラー27を透過した液晶表示
器21の反射光が臨界角を超えて入射するように設定さ
れており、PBSミラー27を透過した光は面28で全
反射される。
Surface 28 is also an anamorphic aspheric concave surface. The surface 28 is set so that the reflected light of the liquid crystal display 21 transmitted through the PBS mirror 27 is incident beyond the critical angle, and the light transmitted through the PBS mirror 27 is totally reflected by the surface 28.

【0031】面29はアナモルフィック非球面の凸面で
ある。面29には全反射性の反射膜が形成されており、
面29は面28側からの光に対して正のパワーを有する
凹面ミラーとして作用する。面29は、面28で全反射
された光を反射して臨界角よりも小さい入射角で面28
に再度入射させるように設定されている。面29に入射
した光は、入射角とは異なる反射角で反射され、面28
を透過して、収束しながら観察者の瞳EPに入射する。
Surface 29 is an anamorphic aspheric convex surface. On the surface 29, a reflective film of total reflection is formed,
The surface 29 acts as a concave mirror having a positive power with respect to the light from the surface 28 side. The surface 29 reflects the light totally reflected by the surface 28 so that the surface 28 has an incident angle smaller than the critical angle.
Is set to be incident again. The light incident on the surface 29 is reflected at a reflection angle different from the incident angle, and
And enters the pupil EP of the observer while converging.

【0032】映像表示装置2では、プリズム26に設け
られた面(PBSミラー)27が、照明光と液晶表示器
21の反射光を分離する半透過性の反射素子となる。ま
た、プリズム26の3つの面27、28および29が、
分離後の反射光を瞳EPに導き、表示された映像の虚像
を観察者に提供する観察光学系を構成する。面27は分
離のための半透過性の反射素子と観察光学系の一部とを
兼ねることになる。
In the image display device 2, the surface (PBS mirror) 27 provided on the prism 26 serves as a semi-transmissive reflective element for separating illumination light and light reflected from the liquid crystal display 21. Also, the three surfaces 27, 28 and 29 of the prism 26
The reflected light after the separation is guided to the pupil EP, and an observation optical system that provides a virtual image of the displayed image to the observer is configured. The surface 27 also serves as a semi-transmissive reflective element for separation and a part of the observation optical system.

【0033】映像表示装置2では、コンデンサレンズ2
3を備えて、光源部22を瞳EPと略共役な位置に配置
している。このため、第1の実施形態の映像表示装置1
に必要であった導光板12bは不要となり、また、光源
部22としても点状光源であるランプ22aとリフレク
タ22bを備えればよくなっている。
In the image display device 2, the condenser lens 2
3, the light source unit 22 is disposed at a position substantially conjugate with the pupil EP. For this reason, the video display device 1 of the first embodiment
The light guide plate 12b, which was necessary for the above, is not required, and the light source section 22 only needs to include a lamp 22a which is a point light source and a reflector 22b.

【0034】映像表示装置2の光学系の具体的な設定値
を表1、表2に示す。
Tables 1 and 2 show specific set values of the optical system of the video display device 2.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表1において、アナモルフィック非球面に
関するパラメータは、各面とその光軸との交点を原点と
し、光軸をZ軸としたときの、式1で定義されるZ軸方
向のサグZを規定するものである(単位mm)。RDX
はX軸方向の曲率半径である。
In Table 1, parameters relating to the anamorphic aspherical surface are defined by the sag in the Z-axis direction defined by Equation 1 when the origin is the intersection of each surface and its optical axis and the optical axis is the Z-axis. Z is defined (unit: mm). RDX
Is the radius of curvature in the X-axis direction.

【0038】 Z=(CUX・X2+CUY・Y2) /[1+{1−(1+KX)・CUX2・X2 −(1+KY)・CUY2・Y21/2] +AR・{(1−AP)・X2+(1+AP)・Y22 +BR・{(1−BP)・X2+(1+BP)・Y23 +CR・{(1−CP)・X2+(1+CP)・Y24 +DR・{(1−DP)・X2+(1+DP)・Y25 ・・・ 式1 ここで、CUX、CUYはX軸方向、Y軸方向の曲率半
径の逆数である。
Z = (CUX · X 2 + CUY · Y 2 ) / [1+ {1− (1 + KX) · CUX 2 · X 2 − (1 + KY) · CUY 2 · Y 21/2 ] + AR · {(1 −AP) · X 2 + (1 + AP) · Y 22 + BR · {(1-BP) · X 2 + (1 + BP) · Y 23 + CR · {(1-CP) · X 2 + (1 + CP) · Y 2 4 + DR · {(1-DP) · X 2 + (1 + DP) · Y 25 ... Here, CUX and CUY are the reciprocals of the radii of curvature in the X-axis direction and the Y-axis direction. is there.

【0039】表2は各面の相対的な位置関係を示したも
のである。ここでは、瞳EPの中心を原点とし、瞳面
(第1面)に対して垂直な軸をZ軸としている。XS
C、YSC、ZSCは、各面とその光軸との交点のX、
Y、Z座標(単位mm)を表し、ASC、BSC、CS
Cは、X軸、Y軸、Z軸についての瞳面からの各面の回
転角(単位゜)を表す。
Table 2 shows the relative positional relationship between the surfaces. Here, the center of the pupil EP is the origin, and the axis perpendicular to the pupil plane (first plane) is the Z axis. XS
C, YSC, ZSC are X, the intersection of each surface and its optical axis.
Represents Y, Z coordinates (unit: mm), ASC, BSC, CS
C represents a rotation angle (unit ゜) of each plane from the pupil plane with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis.

【0040】第3の実施形態の映像表示装置3の光学系
の構成を図3に示す。この映像表示装置3は、反射型の
液晶表示器31、光源部32、コンデンサレンズ33、
プリズム36およびプリズム41を備えている。光源部
32は、液晶表示器31に供給する照明光を発するラン
プ32aと、ランプ32aが発した光を反射するリフレ
クタ32bと、光束径を規制する絞り32cより成り、
プリズム36に近接して配置されている。コンデンサレ
ンズ33は2つの凸面34、35を有しており、光源部
32からの照明光を略平行光として液晶表示器31に導
く。
FIG. 3 shows the configuration of the optical system of the video display device 3 according to the third embodiment. The image display device 3 includes a reflective liquid crystal display 31, a light source unit 32, a condenser lens 33,
A prism 36 and a prism 41 are provided. The light source unit 32 includes a lamp 32a that emits illumination light to be supplied to the liquid crystal display 31, a reflector 32b that reflects the light emitted by the lamp 32a, and a stop 32c that regulates a light beam diameter.
It is arranged close to the prism 36. The condenser lens 33 has two convex surfaces 34 and 35 and guides the illumination light from the light source 32 to the liquid crystal display 31 as substantially parallel light.

【0041】プリズム36はPMMA製の2つのプリズ
ム36a、36bを接合して成る。プリズム36a、3
6bの接合面37は曲面であり、P偏光を透過させ、S
偏光を反射するPBSミラーとされている。プリズム3
6は、面37のほかに、光の進行に関与する3つの面3
8、39、40を有している。面38は平面であり、面
40は凸面である。面39はアナモルフィック非球面の
凸面であり、全反射性の反射膜が形成されている。した
がって、面39は面38側からの光に対して正のパワー
を有する凹面ミラーとして作用する。
The prism 36 is formed by joining two prisms 36a and 36b made of PMMA. Prisms 36a, 3
6b is a curved surface, transmits P-polarized light, and
It is a PBS mirror that reflects polarized light. Prism 3
6 has three surfaces 3 involved in light propagation in addition to the surface 37.
8, 39, and 40. Surface 38 is a flat surface and surface 40 is a convex surface. The surface 39 is a convex surface of an anamorphic aspherical surface, and has a total reflection reflective film. Therefore, the surface 39 acts as a concave mirror having a positive power with respect to the light from the surface 38 side.

【0042】プリズム41もPMMA製である。プリズ
ム41は平面42と凸面43を有し、面42をプリズム
36bの面38の一部に対向させて配置されている。面
38と面42は平行である。面38と面42の間には数
十μm以下の微小な間隙が形成されており、面38と面
42によってTIR(total internal reflection)面
が構成されている。
The prism 41 is also made of PMMA. The prism 41 has a flat surface 42 and a convex surface 43, and is arranged with the surface 42 facing a part of the surface 38 of the prism 36b. Surface 38 and surface 42 are parallel. A minute gap of several tens μm or less is formed between the surfaces 38 and 42, and the surfaces 38 and 42 form a TIR (total internal reflection) surface.

【0043】光源部32からの照明光はPBSミラー3
7に入射し、PBSミラー37に対してP偏光となる偏
光成分は透過して捨てられ、PBSミラー37に対して
S偏光となる偏光成分は反射されて、面40を介してコ
ンデンサレンズ33に導かれる。光源部32からの光は
発散光束となっているが、凹面であるPBSミラー37
および凸面である面40によって平行光束に近づけら
れ、コンデンサーレンズ33によって略平行光束とされ
て液晶表示器31に入射する。
The illumination light from the light source 32 is transmitted to the PBS mirror 3
7, the polarized light component that becomes the P-polarized light with respect to the PBS mirror 37 is transmitted and discarded, and the polarized light component that becomes the S-polarized light with respect to the PBS mirror 37 is reflected and passes through the surface 40 to the condenser lens 33. Be guided. The light from the light source 32 is a divergent light beam, but the concave PBS mirror 37
The light is made closer to a parallel light beam by the convex surface 40 and is made into a substantially parallel light beam by the condenser lens 33 to enter the liquid crystal display 31.

【0044】映像表示装置3においても、液晶表示器3
1は、偏光面が90゜回転した光が映像を表す光となる
ように制御される。液晶表示器31の反射光は、コンデ
ンサレンズ33および面40を透過して、PBSミラー
37に再度入射する。このうち、映像を表す光はPBS
ミラー37に対してP偏光となっており、PBSミラー
37を透過して面38に向かう。変調後も偏光面が回転
しなかった光は、PBSミラー37に対してS偏光のま
まであり、反射されて捨てられる。
In the image display device 3, the liquid crystal display 3
1 is controlled such that light whose polarization plane is rotated by 90 ° becomes light representing an image. The reflected light from the liquid crystal display 31 passes through the condenser lens 33 and the surface 40 and enters the PBS mirror 37 again. Of these, the light that represents the image is PBS
The light is P-polarized light with respect to the mirror 37, and passes through the PBS mirror 37 toward the surface 38. The light whose polarization plane has not rotated even after the modulation remains S-polarized with respect to the PBS mirror 37, is reflected and discarded.

【0045】面38はPBSミラー37を透過した液晶
表示器31の反射光が臨界角を超えて入射するように設
定されており、PBSミラー37を透過した光は面38
で全反射される。前述のように、面38の一部にはプリ
ズム41が対向しているが、面38と面42の間には空
気が介在するため、PBSミラー37からの光は面38
のどの部位においても全反射される。
The surface 38 is set so that the reflected light of the liquid crystal display 31 transmitted through the PBS mirror 37 is incident beyond the critical angle, and the light transmitted through the PBS mirror 37 is
Is totally reflected. As described above, the prism 41 faces a part of the surface 38, but since air is interposed between the surface 38 and the surface 42, the light from the PBS mirror 37 is
Is totally reflected at any part of the body.

【0046】面39は、面38で全反射された光を反射
して臨界角よりも小さい入射角で面38に再度入射させ
るように設定されている。面39に入射した光は、入射
角とは異なる反射角で反射され、収束しながら面38を
透過し、さらに面42を透過する。この光は、凸レンズ
として作用する面43を透過して、さらに収束しながら
観察者の瞳EPに入射する。
The surface 39 is set so that the light totally reflected by the surface 38 is reflected and re-enters the surface 38 at an incident angle smaller than the critical angle. Light incident on the surface 39 is reflected at a reflection angle different from the incident angle, passes through the surface 38 while converging, and further passes through the surface 42. This light passes through the surface 43 acting as a convex lens, and enters the pupil EP of the observer while converging further.

【0047】映像表示装置3では、プリズム36に設け
られた面(PBSミラー)37が、照明光と液晶表示器
31の反射光を分離する半透過性の反射素子となる。ま
た、プリズム36の2つの面38、39およびプリズム
41の面43が、分離後の反射光を瞳EPに導き、表示
された映像の虚像を観察者に提供する観察光学系を構成
する。なお、光源部32は瞳EPと略共役な位置にあ
る。
In the image display device 3, the surface (PBS mirror) 37 provided on the prism 36 serves as a semi-transmissive reflective element for separating illumination light and light reflected from the liquid crystal display 31. Further, the two surfaces 38 and 39 of the prism 36 and the surface 43 of the prism 41 form an observation optical system that guides the reflected light after separation to the pupil EP and provides a virtual image of the displayed image to the observer. The light source unit 32 is located at a position substantially conjugate with the pupil EP.

【0048】映像表示装置3の光学系の具体的な設定値
を表3、表4に示す。
Tables 3 and 4 show specific set values of the optical system of the image display device 3.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】表3中のアナモルフィック非球面に関する
パラメータは、前述の式1を規定するものである。表4
中の各パラメータも前述のとおりである。表3におい
て、回転対称非球面に関するパラメータは、各面とその
光軸との交点を原点とし、光軸をZ軸としたときの、式
2で定義されるZ軸方向のサグZを規定するものである
(単位mm)。
The parameters relating to the anamorphic aspherical surface in Table 3 define the above-described equation (1). Table 4
The parameters in the table are as described above. In Table 3, the parameters relating to the rotationally symmetric aspherical surface define the sag Z in the Z-axis direction defined by Expression 2 when the intersection point between each surface and its optical axis is the origin and the optical axis is the Z-axis. (Unit: mm).

【0052】 Z=c・h2/[1+{1−(1+K)・c2・h21/2] +A・h4+B・h6+C・h8+D・h10 ・・・ 式2 ここで、h=(X2+Y21/2であり、cは曲率半径の
逆数である。
Z = c · h 2 / [1+ {1− (1 + K) · c 2 · h 21/2 ] + A · h 4 + B · h 6 + Ch · 8 + D · h 10 Equation 2 Here, h = (X 2 + Y 2 ) 1/2 and c is the reciprocal of the radius of curvature.

【0053】映像表示装置3では、面42を備えて、こ
れと面38とでTIR面を構成するようにしたことによ
り、面38を透過した光を全て直進させることが可能に
なっている。したがって、面38によって全反射された
光を臨界角未満で面38に再入射させるために、面38
に対して傾けて配置する必要がある凹面ミラー39の傾
きを、小さくすることができる。その結果、凹面ミラー
39の偏心量が少なくなって、偏心収差の発生が抑制さ
れる。
The image display device 3 has the surface 42 and the surface 38 constitutes a TIR surface, so that all the light transmitted through the surface 38 can go straight. Therefore, in order for the light totally reflected by the surface 38 to re-enter the surface 38 at less than the critical angle,
Can be reduced. As a result, the amount of eccentricity of the concave mirror 39 is reduced, and the occurrence of eccentric aberration is suppressed.

【0054】しかも、凹面ミラー39に加えて凸レンズ
面43を備えたことにより、液晶表示器31からの反射
光を収束させるパワーが両者に分散されている。このた
め、凹面ミラー面39の曲率を小さくすることが可能と
なり、偏心収差の発生が一層抑えられる。
In addition, by providing the convex lens surface 43 in addition to the concave mirror 39, the power for converging the reflected light from the liquid crystal display 31 is dispersed between them. Therefore, the curvature of the concave mirror surface 39 can be reduced, and the occurrence of decentering aberration can be further suppressed.

【0055】また、正のパワーを有する面43が瞳EP
の近くに位置するため、アイポイントの確保も容易にな
っている。
The surface 43 having positive power is the pupil EP
Because it is located near, it is easy to secure an eye point.

【0056】第4の実施形態の映像表示装置4の光学系
の構成を図4に示す。この映像表示装置4は、反射型の
液晶表示器51、光源部52、コンデンサレンズ53、
PBSミラー54、およびパンケーキ型光学素子56を
備えている。PBSミラー54は、P偏光を透過させS
偏光を反射するように設定されており、液晶表示器51
は、偏光面が90゜回転した光が映像を表す光となるよ
うに制御される。
FIG. 4 shows the configuration of the optical system of the video display device 4 according to the fourth embodiment. The image display device 4 includes a reflective liquid crystal display 51, a light source 52, a condenser lens 53,
A PBS mirror 54 and a pancake type optical element 56 are provided. The PBS mirror 54 transmits P-polarized light and
The liquid crystal display 51 is set to reflect polarized light.
Is controlled so that light whose polarization plane is rotated by 90 ° becomes light representing an image.

【0057】光源部52からの照明光のうちPBSミラ
ー54に対してS偏光となる成分は、反射されてコンデ
ンサレンズ53に導かれる。コンデンサレンズ53は、
この光を略平行光束として液晶表示器51に入射させ
る。液晶表示器51によって変調され反射された光は、
コンデンサレンズ53を透過して、PBSミラー54に
入射する。このうち映像を表す偏光成分のみがPBSミ
ラー54を透過し、光学素子56に入射する。
The component of the illumination light from the light source 52 that becomes S-polarized light with respect to the PBS mirror 54 is reflected and guided to the condenser lens 53. The condenser lens 53 is
This light is incident on the liquid crystal display 51 as a substantially parallel light beam. The light modulated and reflected by the liquid crystal display 51 is
The light passes through the condenser lens 53 and enters the PBS mirror 54. Of these, only the polarization component representing an image passes through the PBS mirror 54 and enters the optical element 56.

【0058】光学素子56のPBSミラー54側の面5
7は凸面であり、ハーフミラーとされている。光学素子
56の他方の面58は凹面であり、コレステリック液晶
層が設けられて、選択反射面とされている。光学素子5
6に入射する光の半分は面57を透過し、やや収束しな
がら面58に入射する。この光は面58で反射されて面
57に再度入射し、半分が反射される。面57によって
反射された光は、さらに収束しながら面58を透過し
て、観察者の瞳EPに入射する。
Surface 5 of optical element 56 on PBS mirror 54 side
Reference numeral 7 denotes a convex surface, which is a half mirror. The other surface 58 of the optical element 56 is concave, has a cholesteric liquid crystal layer, and serves as a selective reflection surface. Optical element 5
Half of the light incident on 6 passes through surface 57 and enters surface 58 while converging slightly. This light is reflected by the surface 58 and re-enters the surface 57, and half is reflected. The light reflected by the surface 57 passes through the surface 58 while being further converged, and enters the pupil EP of the observer.

【0059】映像表示装置4では、観察光学系は2つの
面57、58で構成され、このうち面57が正のパワー
を有する凹面ミラーとなっている。このようにきわめて
簡素な構成でありながら、映像表示装置4は明るく、精
細度が高く、視野の広い鮮明な映像を観察者に提供する
ことができる。
In the image display device 4, the observation optical system is composed of two surfaces 57 and 58, of which the surface 57 is a concave mirror having a positive power. Although having such an extremely simple configuration, the image display device 4 can provide a clear image with high brightness, high definition, and a wide field of view to the observer.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明の映像表示装置では、反射型の液
晶表示器によって、明るくかつ精細度の高い映像を表示
し、光学的パワーを有する反射面を含んだ観察光学系に
よって、表示した映像の質を維持したまま液晶表示器か
らの反射光を観察者の眼に導くことができる。また、半
透過性の反射素子によって照明光と反射光が分離され、
反射光への照明光の混入によるゴーストの発生も防止さ
れる。したがって、観察者に優れた質の映像を提供する
ことができる。
According to the image display device of the present invention, a bright and high-definition image is displayed by a reflection type liquid crystal display, and an image displayed by an observation optical system including a reflection surface having optical power. The reflected light from the liquid crystal display can be guided to the observer's eyes while maintaining the quality of the image. Also, the illumination light and the reflected light are separated by a semi-transmissive reflective element,
The occurrence of ghost due to the mixing of the illumination light into the reflected light is also prevented. Therefore, an excellent quality image can be provided to the observer.

【0061】観察光学系に含まれる反射面を正のパワー
を有する凹反射面とする構成では、その反射面による拡
大倍率を大きくしても像面の歪曲は生じないから、質に
優れかつ視野の広い映像を提供することが可能である。
In a configuration in which the reflecting surface included in the observation optical system is a concave reflecting surface having a positive power, the image plane is not distorted even if the magnification of the reflecting surface is increased, so that the quality is excellent and the visual field is excellent. It is possible to provide a wide image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1の実施形態の映像表示装置の光学系の構
成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical system 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光学系の構
成を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical system 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光学系の構
成を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical system 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光学系の構
成を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an optical system of a video display device according to a fourth embodiment.

【図5】 従来の映像表示装置の光学系の構成を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical system of a conventional video display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 映像表示装置 11 反射型液晶表示器 12 光源部 14 PBSミラー(半透過性反射素子) 16 プリズム 17 プリズム面(観察光学系) 18 プリズム面(観察光学系) 19 プリズム面(凹面ミラー、観察光学系) 2 映像表示装置 21 反射型液晶表示器 22 光源部 23 コンデンサレンズ 24 コンデンサレンズ面 25 コンデンサレンズ面 26 プリズム 27 プリズム面(PBSミラー、半透過性反射素
子、観察光学系) 28 プリズム面(観察光学系) 29 プリズム面(凹面ミラー、観察光学系) 3 映像表示装置 31 反射型液晶表示器 32 光源部 33 コンデンサレンズ 34 コンデンサレンズ面 35 コンデンサレンズ面 36 プリズム 37 プリズム接合面(PBSミラー、半透過性反射
素子) 38 プリズム面(観察光学系) 39 プリズム面(凹面ミラー、観察光学系) 40 プリズム面 41 プリズム 42 プリズム面 43 プリズム面(観察光学系) 4 映像表示装置 51 反射型液晶表示器 52 光源部 53 コンデンサレンズ 54 PBSミラー(半透過性反射素子) 56 パンケーキ型光学素子 57 光学素子面(凹面ミラー、観察光学系) 58 光学素子面(観察光学系) EP 瞳
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 11 Reflective liquid crystal display 12 Light source part 14 PBS mirror (semi-transmissive reflective element) 16 Prism 17 Prism surface (observation optical system) 18 Prism surface (observation optical system) 19 Prism surface (concave mirror, observation optics) 2) Image display device 21 Reflective liquid crystal display 22 Light source unit 23 Condenser lens 24 Condenser lens surface 25 Condenser lens surface 26 Prism 27 Prism surface (PBS mirror, semi-transmissive reflective element, observation optical system) 28 Prism surface (Observation) Optical system) 29 Prism surface (concave mirror, observation optical system) 3 Image display device 31 Reflective liquid crystal display 32 Light source unit 33 Condenser lens 34 Condenser lens surface 35 Condenser lens surface 36 Prism 37 Prism junction surface (PBS mirror, semi-transmission) Reflective element) 38 Prism surface (observation light) System) 39 prism surface (concave mirror, observation optical system) 40 prism surface 41 prism 42 prism surface 43 prism surface (observation optical system) 4 image display device 51 reflective liquid crystal display 52 light source unit 53 condenser lens 54 PBS mirror (half) Transmissive reflective element) 56 Pancake optical element 57 Optical element surface (concave mirror, observation optical system) 58 Optical element surface (observation optical system) EP Pupil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察者の眼前に配置されて、表示した映
像の虚像を観察者に提供する映像表示装置において、 映像を表示する反射型の液晶表示器と、 前記液晶表示器に与える照明光を供給する光源部と、 前記光源部からの照明光を前記液晶表示器に導くととも
に、前記液晶表示器の反射光を前記光源部に向かう方向
とは異なる方向に導く半透過性の反射素子と、 光学的パワーを有する反射面を少なくとも1つ含み、前
記半透過性の反射素子によって導かれた前記液晶表示器
の反射光を観察者の眼に導いて、前記液晶表示器に表示
された映像の虚像を観察者に提供する観察光学系とを備
えることを特徴とする映像表示装置。
1. An image display device arranged in front of an observer's eyes to provide a virtual image of a displayed image to an observer, a reflective liquid crystal display for displaying an image, and illumination light applied to the liquid crystal display And a semi-transmissive reflective element that guides illumination light from the light source unit to the liquid crystal display and guides reflected light from the liquid crystal display in a direction different from the direction toward the light source unit. An image displayed on the liquid crystal display, comprising at least one reflection surface having optical power, and guiding reflected light of the liquid crystal display guided by the semi-transmissive reflection element to an observer's eye; And an observation optical system for providing a virtual image of the image to an observer.
【請求項2】 前記反射面は正のパワーを有する凹反射
面であること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 reflection surface is a concave reflection surface having a positive power.
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