JP2002303819A - Video display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、映像表示装置に関し、
特に、観察者の頭部又は顔面に装着され、映像表示素子
に表示された画像を観察することができる頭部又は顔面
装着式映像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video display device,
In particular, the present invention relates to a head-mounted or face-mounted video display device that is mounted on a head or a face of an observer and can observe an image displayed on a video display element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の眼球投影型の頭部装着式映像表示
装置の光学系としては、例えば図17や、特開平2−1
36818号に示された図18に示すようなものが知ら
れている。図17に示した光学系では、液晶表示素子
(LCD)1をバックライト2で照明し、接眼レンズ3
と観察者の眼球4の水晶体5を介してLCD1の画像が
眼球4の網膜6上に結像される。2. Description of the Related Art As an optical system of a conventional eye projection type head mounted image display apparatus, for example, FIG.
One such as shown in FIG. 18 shown in US Pat. No. 36,818 is known. In the optical system shown in FIG. 17, a liquid crystal display (LCD) 1 is illuminated by a backlight 2 and an eyepiece 3 is illuminated.
Then, the image of the LCD 1 is formed on the retina 6 of the eye 4 through the lens 5 of the eye 4 of the observer.
【0003】図18に示した光学系では、点光源11を
用いてLCD12を照明し、接眼レンズ13と観察者の
眼球14の水晶体15を介してLCD12の画像が眼球
14の網膜16上に投影される。この場合、眼球14の
瞳孔上に点光源11が結像しているので、視力に関係な
くLCD12の画像を観察することができる。そのた
め、視度補正が不要であり、また、乱視の場合でも補正
が不要である。In the optical system shown in FIG. 18, an LCD 12 is illuminated using a point light source 11, and an image of the LCD 12 is projected onto a retina 16 of the eyeball 14 via an eyepiece 13 and a crystalline lens 15 of an eyeball 14 of an observer. Is done. In this case, since the point light source 11 forms an image on the pupil of the eyeball 14, the image on the LCD 12 can be observed regardless of visual acuity. For this reason, diopter correction is not required, and correction is unnecessary even in the case of astigmatism.
【0004】しかしながら、図17のような光学系にお
いては、投影光学系(接眼レンズ)の射出瞳が小さい
と、眼幅調整が必要だったり、視線が画面の端を見たと
きに瞳孔が光束から外れて像が見えなくなる現象があ
る。However, in the optical system as shown in FIG. 17, if the exit pupil of the projection optical system (eyepiece) is small, it is necessary to adjust the interpupillary distance, or the pupil becomes luminous when the line of sight looks at the edge of the screen. There is a phenomenon that the image goes out of view and becomes invisible.
【0005】これを解決するために、図19(a)、
(b)に示すように、投影光学系の射出瞳Pの径aを大
きくすることが効果的である。すなわち、図19(a)
の場合は、眼球E位置が光束中心から外れてもその瞳孔
が光束外にはならず、特に眼幅調整が必要でなく、同図
(b)の場合は、眼球Eが回旋しても瞳孔が光束外には
ならず、視線が画面の端を見たときに像が見えなくなる
ことはない。In order to solve this, FIG.
As shown in (b), it is effective to increase the diameter a of the exit pupil P of the projection optical system. That is, FIG.
In the case of (2), even if the position of the eyeball E deviates from the center of the light beam, the pupil does not become out of the light beam. Therefore, in particular, there is no need to adjust the interpupillary distance. In the case of FIG. Does not fall outside the light flux, and the image does not disappear when the line of sight looks at the edge of the screen.
【0006】しかし、このように投影光学系の射出瞳径
を大きくしようとすると、投影光学系の収差補正が困難
になることから、その構成が複雑になり、大きくならざ
るを得ない。However, if the diameter of the exit pupil of the projection optical system is to be increased in this way, it becomes difficult to correct the aberration of the projection optical system, so that the configuration is complicated and must be increased.
【0007】さらに、観察者毎に視度が異なるため、投
影光学系に視度補正機構が必要となる。Further, since the diopter differs for each observer, a diopter correction mechanism is required in the projection optical system.
【0008】また、図18のような光学系においては、
瞳孔に光束を一致させなければならないため、そのため
の調整が必要であり、視線が画面の端を見たときに瞳孔
が光束から外れて、像が見えなくなるという問題が発生
する。In an optical system as shown in FIG.
Since the luminous flux must be made to coincide with the pupil, an adjustment for that is necessary, and a problem arises that the pupil deviates from the luminous flux when the line of sight looks at the edge of the screen, and the image becomes invisible.
【0009】上記2方式の問題を解決する手段として、
特願平6−100959号に開示されているように、眼
球の瞳孔位置を検出して、その位置に合わせて2次元映
像表示素子照明用の点光源を移動させる方法がある。こ
れは、図20(a)、(b)に示すように、投影光学系
による点光源の共役位置S’が眼球の瞳孔位置に合うよ
う、不図示の点光源を移動するものである。なお、同図
(a)は、眼球E位置が光束中心から横へ外れた場合で
あり、同図(b)は、眼球Eが回旋した場合を図示して
いるAs means for solving the above two problems,
As disclosed in Japanese Patent Application No. 6-100959, there is a method of detecting a pupil position of an eyeball and moving a point light source for illuminating a two-dimensional image display element in accordance with the position. As shown in FIGS. 20A and 20B, the point light source (not shown) is moved so that the conjugate position S 'of the point light source by the projection optical system matches the pupil position of the eyeball. FIG. 7A shows the case where the position of the eyeball E deviates laterally from the center of the light beam, and FIG. 7B shows the case where the eyeball E rotates.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平6−1
00959号の方法では、モーター等の機械的な駆動手
段が必要であり、装置が複雑になること、及び、眼球が
素早く動いた場合に点光源の移動が追いつけず一時的に
像が見えなくなることが問題となる。SUMMARY OF THE INVENTION However, Japanese Patent Application No. Hei 6-1
In the method of 00959, mechanical driving means such as a motor is required, which complicates the apparatus, and when the eyeball moves quickly, the movement of the point light source cannot keep up and the image becomes temporarily invisible. Is a problem.
【0011】本発明は従来技術の上記のような問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、機械的な駆動
手段を用いずに、眼球の位置、向き、視度に係わらず、
観察者眼球に投影する映像表示素子からの光束が常に瞳
孔を通過するようにして、良好に映像観察が可能な映像
表示装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object the purpose of using a mechanical drive means, regardless of the position, orientation, or diopter of the eyeball.
It is an object of the present invention to provide an image display device capable of satisfactorily observing an image by allowing a light beam from an image display element projected on an observer's eyeball to always pass through a pupil.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の映像表示装置は、観察者が観察する映像を表示する
ための映像表示素子と、前記映像表示素子の映像を投影
するための投影光学系と、前記映像表示素子を照明する
ための光源と、前記光源から射出する光束を前記映像表
示素子へ導くための照明光学系とを含み、前記投影光学
系が、少なくとも前記映像表示素子から射出された光線
光路を屈曲させる反射面を有し、前記光源が、複数の領
域ごとに照明光の照射を選択できるように複数の光源要
素を配置して構成され、かつ、前記光源の配置位置は、
観察者眼球の瞳孔位置に対して前記照明光学系と前記投
影光学系による略共役位置に配置され、前記複数の光源
は、前記観察者眼球の瞳孔と共役となる位置に対応する
領域の照明光を選択的に照明して前記映像表示素子を照
明できるように構成したことを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided an image display apparatus for displaying an image observed by an observer, and a projection for projecting an image of the image display element. An optical system, a light source for illuminating the image display element, and an illumination optical system for guiding a light beam emitted from the light source to the image display element, wherein the projection optical system is at least from the image display element. The light source has a reflecting surface that bends the optical path of the emitted light beam, and the light source is configured by arranging a plurality of light source elements so that irradiation of illumination light can be selected for each of a plurality of regions, and an arrangement position of the light source Is
The illumination optical system and the projection optical system are arranged at substantially conjugate positions with respect to a pupil position of an observer's eyeball, and the plurality of light sources are illumination light in a region corresponding to a position conjugate with the pupil of the observer's eyeball. Is selectively illuminated to illuminate the image display element.
【0013】本発明のもう1つの映像表示装置は、観察
者が観察する映像を表示するための映像表示素子と、前
記映像表示素子の映像を投影するための投影光学系と、
前記映像表示素子を照明するための光源と、前記光源か
ら射出する光束を前記映像表示素子へ導くための照明光
学系と、観察者眼球のを含み、前記光源が、複数の領域
ごとに照明光の照射を選択できるように複数の光源要素
を配置して構成され、かつ、前記光源の配置位置は、観
察者眼球の瞳孔位置に対して前記照明光学系と前記投影
光学系による略共役位置に配置され、前記観察者眼球を
照明する眼球照明装置と、前記眼球照明装置によって照
明された観察者眼球の像を撮像する撮像装置とを含んで
構成されたことを特徴とするものである。According to another aspect of the present invention, there is provided an image display device for displaying an image observed by an observer, a projection optical system for projecting an image of the image display device,
A light source for illuminating the image display element, an illumination optical system for guiding a light beam emitted from the light source to the image display element, and an observer's eyeball, wherein the light source includes illumination light for each of a plurality of regions. A plurality of light source elements are arranged so as to be able to select irradiation, and the arrangement position of the light source is substantially at a conjugate position by the illumination optical system and the projection optical system with respect to a pupil position of an observer's eyeball. An eyeball illuminator arranged to illuminate the observer's eyeball, and an imaging device configured to capture an image of the observer's eyeball illuminated by the eyeball illuminator are provided.
【0014】[0014]
【作用】本発明においては、映像表示素子を照明するた
めの光源が、複数の領域ごとに照明光の照射を選択でき
るように複数の光源要素を配置して構成され、かつ、光
源の配置位置は、観察者眼球の瞳孔位置に対して照明光
学系と投影光学系による略共役位置に配置されているの
で、観察者眼球の瞳孔と共役となる位置に対応する領域
の照明光を選択的に照明することにより、映像表示素子
を射出した光束は観察者眼球の瞳孔に一点で集光するた
めに、観察者眼球の視度(近視、遠視、乱視)によら
ず、良好な像が観察できる。また、瞳孔位置に応じてそ
れと共役な光源要素を点灯させることで、光源要素をを
移動させずにすむため、装置が複雑にならずにすむ。According to the present invention, a light source for illuminating an image display device is constituted by arranging a plurality of light source elements so that irradiation of illumination light can be selected for each of a plurality of regions, and the arrangement position of the light source Is arranged at a position substantially conjugate with the illumination optical system and the projection optical system with respect to the pupil position of the observer's eyeball, so that the illumination light of the region corresponding to the position conjugate with the pupil of the observer's eyeball can be selectively emitted. By illuminating, a light beam emitted from the image display element is focused on the pupil of the observer's eyeball at one point, so that a good image can be observed regardless of the diopter (myopia, hyperopia, astigmatism) of the observer's eyeball. . In addition, by turning on a light source element conjugate to the pupil position according to the pupil position, the light source element does not need to be moved, so that the apparatus does not need to be complicated.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の映像表示装置のいくつかの実
施例を図面を参照にして詳しく説明する。なお、以下に
おいて、特に断らない限り、前側とは眼球側を、後側と
は光源側を意味する。 第1実施例 図1に第1実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。図示のように、この映像表示装置は、2次元映像
表示素子(この例では、液晶表示素子(LCD))21
と、LCD21の像を観察者の眼球Eに投影するための
投影光学系(この例では、接眼レンズ)22と、LCD
21を照明するための光源23と、光源23から射出す
る光束をLCD21へ導くための照明光学系(この例で
は、集光レンズ)24とからなり、集光レンズ24はL
CD21の後側近傍に置かれ、接眼レンズ22の前側焦
点位置近傍に観察者眼球Eの瞳孔を配置する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the video display device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, unless otherwise specified, the front side means the eyeball side, and the rear side means the light source side. First Embodiment FIG. 1 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a first embodiment. As shown in the figure, this video display device is a two-dimensional video display element (a liquid crystal display element (LCD) in this example) 21
A projection optical system (an eyepiece lens in this example) 22 for projecting the image of the LCD 21 onto the eyeball E of the observer;
A light source 23 for illuminating the light source 21 and an illumination optical system (a condensing lens in this example) 24 for guiding a light beam emitted from the light source 23 to the LCD 21 are provided.
The pupil of the observer's eyeball E is placed near the rear side of the CD 21 and near the front focal position of the eyepiece 22.
【0016】そして、光源23は、集光レンズ24と接
眼レンズ22に対して、観察者眼球Eの瞳孔と概略共役
になるように配置する。The light source 23 is arranged with respect to the condenser lens 24 and the eyepiece 22 so as to be substantially conjugate with the pupil of the observer's eyeball E.
【0017】また、光源23は、点光源を平面上に多数
配置した構成のものであり、これらの点光源群の中の1
個もしくは点光源群の中の一部を点灯すると、それから
の照明光はLCD21を照明し、接眼レンズ22により
観察者眼球Eの瞳孔に入射する。The light source 23 has a structure in which a number of point light sources are arranged on a plane.
When the individual or a part of the point light source group is turned on, the illumination light from the light source illuminates the LCD 21 and enters the pupil of the observer's eyeball E by the eyepiece 22.
【0018】このようにすると、眼球Eの瞳孔位置に合
わせてその位置に略共役な1個もしくは一部の点光源を
点灯するようにすることにより、光束は略一点で瞳孔を
通過するため、観察者眼球Eの視度の影響を受けず良好
な映像を観察することができる。In this case, by illuminating one or a part of the point light sources substantially conjugate to the position of the pupil of the eye E in accordance with the position of the pupil, the light beam passes through the pupil at substantially one point. A good image can be observed without being affected by the diopter of the observer's eyeball E.
【0019】また、観察者眼球Eの瞳孔が光軸からずれ
た場合、もしくは、眼球Eが回転して瞳孔が光軸からず
れた場合、その瞳孔位置と共役な位置に存在する点光源
群の中の1個もしくは点光源群の中の一部を選択して点
灯することで、光学系の軸調整もしくは光源の位置調整
が不要となる。When the pupil of the observer's eyeball E deviates from the optical axis, or when the eyeball E rotates and the pupil deviates from the optical axis, the point light source group existing at a position conjugate to the pupil position is determined. By selecting one of them or a part of the point light source group to light up, it becomes unnecessary to adjust the axis of the optical system or the position of the light source.
【0020】光源23として、上記のような点光源を平
面上に多数配置した光源の代わりに、パネル状の照明源
の表面に液晶空間変調素子を配置したものでもよい。こ
の場合、点灯させたい位置の液晶変調素子を透過状態に
し、それ以外を遮光状態にすることで、点光源を点灯さ
せた場合と同じ効果が得られる。As the light source 23, a liquid crystal spatial modulation element may be arranged on the surface of a panel-like illumination source instead of a light source having a large number of point light sources arranged on a plane as described above. In this case, the same effect as when the point light source is turned on can be obtained by setting the liquid crystal modulation element at the position to be turned on to the transmissive state and setting the other parts to the light blocking state.
【0021】なお、平面上に配置される点光源の数は、
3個以上、さらには6個以上と多ければ多い程自由度が
増してよい。 第2実施例 図2に第2実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例においては、第1実施例の配置におい
て、光源23は集光レンズ24の後側焦点位置近傍に配
置し、接眼レンズ22はその後側焦点位置にLCD21
がくるように配置してある。The number of point light sources arranged on the plane is
The degree of freedom may be increased as the number is increased to three or more, and more to six or more. Second Embodiment FIG. 2 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a second embodiment. In this embodiment, in the arrangement of the first embodiment, the light source 23 is arranged near the rear focal position of the condenser lens 24, and the eyepiece 22 is positioned at the rear focal position of the LCD 21.
It is arranged so that it comes.
【0022】上記のような配置にすると、光源23は観
察者眼球Eの瞳孔と概略共役になる。こうして、点光源
群の中の1個もしくは点光源群の中の一部を点灯する
と、照明光は集光レンズ24によりコリメートされ、L
CD21を平行光で照明し、接眼レンズ22により観察
者眼球Eの瞳孔に入射する。これにより、LCD21の
角度特性の影響を軽減することができる。 第3実施例 図3に第3実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例においては、第2実施例の配置におい
て、LCD21と集光レンズ24の配置を、集光レンズ
24の前側焦点位置にLCD21がくるように配置す
る。これにより、光源23から射出する光線の輝度が角
度分布を持っている場合でも、LCD21の1点を照射
する光の射出角が全ての点光源で同じとなり、点灯する
点光源が変化しても、明るさが変化しない。 第4実施例 図4に第4実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例は、図2又は図3の光学系を両眼用に
左右一対設ける場合に、光源と照明光学系を左右に共通
化したものである。図4において、左右一対のLCD2
1L、21Rと、LCD21L、21Rそれぞれの像を
観察者の左右の眼球EL、ERに投影するための左右一
対の接眼レンズ22L、22Rと、左右のLCD21
L、21R及び接眼レンズ22L、22Rの光軸の中心
に置かれた左右共通の光源23と、左右共通の集光レン
ズ24とからなり、光源23は集光レンズ24の後側焦
点位置近傍に置かれ、接眼レンズ22L、22Rの前側
焦点位置に観察者眼球EL、ERの瞳孔を配置する。ま
た、光源23は、上記したように、点光源を平面上に多
数配置した構成のものである。このような配置にする
と、光源23は、観察者眼球EL、ERの瞳孔と概略共
役になる。With the above arrangement, the light source 23 is substantially conjugate with the pupil of the observer's eyeball E. When one or a part of the point light source group is turned on in this way, the illumination light is collimated by the condenser lens 24, and L
The CD 21 is illuminated with parallel light, and enters the pupil of the observer's eyeball E through the eyepiece 22. Thereby, the influence of the angle characteristics of the LCD 21 can be reduced. Third Embodiment FIG. 3 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a third embodiment. In this embodiment, in the arrangement of the second embodiment, the LCD 21 and the condenser lens 24 are arranged such that the LCD 21 is located at the front focal position of the condenser lens 24. Thereby, even when the brightness of the light beam emitted from the light source 23 has an angular distribution, the emission angle of the light irradiating one point of the LCD 21 becomes the same for all the point light sources, and even if the lit point light source changes. , The brightness does not change. Fourth Embodiment FIG. 4 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a fourth embodiment. In this embodiment, the light source and the illumination optical system are shared on the left and right when the left and right optical systems of FIG. 2 or 3 are provided for both eyes. In FIG. 4, a pair of left and right LCDs 2 is shown.
1L, 21R, a pair of left and right eyepieces 22L, 22R for projecting respective images of the LCDs 21L, 21R to the left and right eyeballs EL, ER of the observer, and the left and right LCDs 21.
L, 21R and the eyepieces 22L, 22R comprise a common light source 23 located at the center of the optical axis and a common light collecting lens 24, and the light source 23 is located near the rear focal position of the light collecting lens 24. The pupils of the observer's eyes EL and ER are placed at the front focal positions of the eyepieces 22L and 22R. Further, the light source 23 has a configuration in which many point light sources are arranged on a plane as described above. With such an arrangement, the light source 23 is substantially conjugate with the pupils of the observer's eyes EL and ER.
【0023】第1〜3実施例では、左右それぞれに光源
と照明光学系を必要とするのに対して、本実施例では、
左右の光源と照明光学系を共通に使用するため、部品点
数の減少と軽量化が図れる。また、一度眼幅を合わせる
と、左右眼球EL、ERは同一方向に回転するため、図
5(a)に示すように、点灯する点光源は常に左右共通
でよい。また、眼幅を調整しない場合には、図5(b)
に示すように、左右それぞれの眼球EL、ERの瞳孔と
共役となる少なくとも2個の点光源を点灯させ、左右両
眼EL、ERにそれぞれの光束が到達するようにすれば
よい。 第5実施例 図6に第5実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例は、第4実施例の照明光学系を共通の
集光反射鏡24’で置き換えたものである。照明光学系
を集光反射鏡24’としたことで、光学系の小型化が図
れる。In the first to third embodiments, a light source and an illumination optical system are required on the left and right, respectively.
Since the left and right light sources and the illumination optical system are commonly used, the number of parts can be reduced and the weight can be reduced. Also, once the interpupillary distance is adjusted, the left and right eyeballs EL and ER rotate in the same direction. Therefore, as shown in FIG. When the interpupillary distance is not adjusted, FIG.
As shown in (5), at least two point light sources that are conjugate to the pupils of the left and right eyeballs EL and ER may be turned on so that the respective light beams reach the left and right eyes EL and ER. Fifth Embodiment FIG. 6 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a fifth embodiment. In this embodiment, the illumination optical system of the fourth embodiment is replaced by a common condenser mirror 24 '. Since the illumination optical system is the condenser mirror 24 ', the size of the optical system can be reduced.
【0024】また、図7の斜視図に示すように、左右の
接眼レンズ22L、22Rの光軸が含まれる平面の上側
(もしくは、下側)に光源23の光軸が形成されるよう
に、集光反射鏡24’を偏心させることによって、光学
系のレイアウトに自由度を持たせることができる。 第6実施例 図8に第6実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例は、第5実施例における集光反射鏡2
4’をフレネル集光反射鏡もしくは回折集光光学素子2
4”を用いて小型化したものである。第5実施例におい
て、集光反射鏡24’を球面で構成した場合、球面収差
等の照明光の収差により、観察画面の各方向で瞳位置が
ずれる。これが問題になる程大きくなる場合には、集光
反射鏡を非球面にする必要があるが、その場合、反射鏡
の製作が困難になる。これに対して、フレネル集光反射
鏡もしくは回折集光光学素子24”は、平面形状で屈折
力及び非球面効果を持たせることができ、製作も容易で
ある。さらに、平面で構成できるため、装置の小型化に
役立つ。 第7実施例 図9に第7実施例の映像表示装置の構成を示す光路図を
示す。この実施例は、以上の第1〜6実施例において、
接眼レンズ22(22L、22R)の光束の外側に配置
される赤外線発光素子等からなる眼球照明装置25及び
瞳孔検出素子としての撮像素子26と、撮像素子26か
らの情報を基に、検出された瞳孔位置と共役となる点光
源群の中の1個もしくは一部を決定する回路を設置す
る。これにより、点灯させる点光源が自動的に選択でき
る。As shown in the perspective view of FIG. 7, the optical axis of the light source 23 is formed above (or below) the plane including the optical axes of the left and right eyepieces 22L and 22R. By decentering the condenser mirror 24 ', the layout of the optical system can be given a degree of freedom. Sixth Embodiment FIG. 8 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a sixth embodiment. This embodiment is different from the fifth embodiment in that the condensing reflector 2
4 'is a Fresnel condenser mirror or diffractive condenser optical element 2
In the fifth embodiment, when the condensing and reflecting mirror 24 'is formed of a spherical surface, the pupil position in each direction of the observation screen is changed due to the aberration of illumination light such as spherical aberration. If this is too large to be a problem, the collector mirror must be aspherical, which makes it difficult to fabricate the mirror, whereas a Fresnel collector mirror or The diffractive light condensing optical element 24 ″ can have a refractive power and an aspherical effect in a planar shape, and can be easily manufactured. Further, since the device can be configured as a flat surface, it is useful for downsizing the device. Seventh Embodiment FIG. 9 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a seventh embodiment. This embodiment is different from the above first to sixth embodiments in that
Detected based on information from the eyeball illuminating device 25 and the image sensor 26 as a pupil detecting device, which are composed of an infrared light emitting device and the like arranged outside the light beam of the eyepiece 22 (22L, 22R), and the image sensor 26. A circuit is provided for determining one or a part of a group of point light sources conjugate with the pupil position. Thereby, the point light source to be turned on can be automatically selected.
【0025】例えば、図10に示すように、接眼レンズ
22(22L、22R)近傍の光束外に眼球照明装置2
5と撮像素子26を配置し、眼球Eの像を撮影する。得
られた眼球像を画像処理回路27に入力し、瞳孔の位置
を検出する。得られた瞳孔位置情報から視線の方向を算
出してその視線方向に対応する点光源を算出する発光位
置演算回路28によって、点灯する点光源を選択し、発
光素子駆動回路29を経て光源23中の選択された点光
源(発光素子)を点灯させる。 第8実施例 図11に第8実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
を示す。この実施例は、以上の第1〜6実施例におい
て、光源23と照明光学系24(24’、24”)の間
にハーフミラー30を配置し、眼球Eから戻ってくる光
線がハーフミラー30で反射される方向であって、接眼
レンズ22と照明光学系24によって形成される眼球E
の表面の共役位置に、撮像素子26を配置し、瞳孔位置
を検出するものである。そして、その検出された瞳孔位
置と共役となる点光源群の中の1個もしくは一部を決定
する同様の回路を設置して、点灯させる点光源を自動的
に選択するようにする。 第9実施例 図12に第9実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
を示す。この実施例は、第1〜6実施例において、光源
23の代わりに、図13に正面図を示すように、点光源
群の点光源それぞれの間に受光素子を配置した光源兼撮
像素子31を光源位置に配置するものである。光源23
の位置は接眼レンズ22と照明光学系24によって形成
される眼球Eの表面の共役位置に一致するので、光源兼
撮像素子31により瞳孔位置が検出できる。しかも。そ
の場合、点灯すべき1個もしくは一部の点光源は、瞳孔
位置を検出した受光素子の近傍であるので、決定回路が
簡単に構成できる。このような配置により、第7、第8
実施例より部品数を削減することが可能になる。For example, as shown in FIG. 10, the eyeball illuminating device 2
5 and the imaging element 26 are arranged, and an image of the eyeball E is taken. The obtained eyeball image is input to the image processing circuit 27, and the position of the pupil is detected. A light emitting position calculation circuit 28 that calculates the direction of the line of sight from the obtained pupil position information and calculates a point light source corresponding to the line of sight is selected, and a point light source to be turned on is selected. The selected point light source (light emitting element) is turned on. Eighth Embodiment FIG. 11 is an optical path diagram showing a configuration of an image display device according to an eighth embodiment. In this embodiment, the half mirror 30 is disposed between the light source 23 and the illumination optical system 24 (24 ', 24 ") in the first to sixth embodiments, and the light returning from the eyeball E is reflected by the half mirror 30. The eyeball E formed by the eyepiece 22 and the illumination optical system 24.
The image sensor 26 is arranged at a conjugate position on the surface of the pupil to detect the pupil position. Then, a similar circuit for determining one or a part of the group of point light sources conjugate with the detected pupil position is installed, and a point light source to be turned on is automatically selected. Ninth Embodiment FIG. 12 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a ninth embodiment. This embodiment is different from the first to sixth embodiments in that, instead of the light source 23, as shown in a front view of FIG. It is arranged at the light source position. Light source 23
Corresponds to the conjugate position of the surface of the eyeball E formed by the eyepiece lens 22 and the illumination optical system 24, so that the pupil position can be detected by the light source / image sensor 31. Moreover. In this case, one or a part of the point light sources to be turned on is in the vicinity of the light receiving element that has detected the pupil position, so that the determination circuit can be easily configured. With such an arrangement, the seventh and eighth
It is possible to reduce the number of parts as compared with the embodiment.
【0026】なお、以上の第1〜9実施例においては、
投影光学系22に接眼レンズを用いた例を示したが、投
影光学系はどのような構成のものでもよい。例えば、図
14に示すように、映像表示素子21側に傾けて配され
たビームスプリッター32とこのビームスプリッター3
2による光束の透過側に配された凹面鏡33をプリズム
34で一体に構成し、映像表示素子21からの光束をま
ずビームスプリッター32を通過させ、次に凹面鏡33
で反射集束させ、その集束光を今度はビームスプリッタ
ー32で反射させ、眼球Eの瞳孔に集光させる接眼光学
系を用いることができる。In the first to ninth embodiments,
Although an example in which an eyepiece is used for the projection optical system 22 has been described, the projection optical system may have any configuration. For example, as shown in FIG. 14, a beam splitter 32 and a beam splitter 3
2, the concave mirror 33 arranged on the transmission side of the light beam is integrally formed by a prism 34, and the light beam from the image display device 21 is first passed through the beam splitter 32, and then the concave mirror 33
An eyepiece optical system that reflects and converges the reflected light with the beam splitter 32 and condenses it on the pupil of the eyeball E can be used.
【0027】また、図15(a)〜(e)に示すよう
に、接眼光学系を偏心ミラー22’で構成してもよく
(図(a))、この偏心ミラー22’は回転非対称な非
球面を用いることが望ましい。また、LCD21とこの
偏心ミラー22’との間に屈折光学素子(偏心レンズ)
221を配置してもよく(図(b))、この屈折光学素
子221は回転非対称な非球面を用いることが望まし
い。さらに、照明光学系を偏心集光ミラー241で構成
することもできる(図(c))。また、接眼光学系の偏
心ミラーを偏心裏面鏡222で構成することもできる
(図(d))。さらには、この偏心裏面鏡222に色収
差補正のためにプリズム223を接合してもよい(図
(e))。もちろん、その他の光学素子を用いることも
できる。さらには、例えば図14、図15のような構成
において、接眼光学系を構成するミラーを半透過ミラー
にして、シースルータイプの外界を選択的にあるいは電
子映像と重畳して観察できるようにすることもできる。As shown in FIGS. 15 (a) to 15 (e), the eyepiece optical system may be constituted by an eccentric mirror 22 '(FIG. 15 (a)). It is desirable to use a spherical surface. Further, a refractive optical element (eccentric lens) is provided between the LCD 21 and the eccentric mirror 22 '.
221 may be arranged (FIG. 2B), and it is desirable that the refractive optical element 221 uses a rotationally asymmetric aspherical surface. Further, the illumination optical system can be constituted by an eccentric focusing mirror 241 (FIG. 3C). Further, the eccentric mirror of the eyepiece optical system can be constituted by the eccentric back mirror 222 (FIG. 4D). Further, a prism 223 may be bonded to the eccentric back mirror 222 for chromatic aberration correction (FIG. 9E). Of course, other optical elements can be used. Further, for example, in the configuration as shown in FIGS. 14 and 15, the mirror constituting the eyepiece optical system is made a semi-transmissive mirror so that the see-through type external world can be observed selectively or superimposed on an electronic image. Can also.
【0028】さらに、2次元映像表示素子21として
も、液晶表示素子(LCD)に限らず、照明光源からの
照明光により表示面を照明して画像を表示するタイプの
ものなら、何れのものでもよい。Further, the two-dimensional image display element 21 is not limited to a liquid crystal display element (LCD), but may be any type of a type that displays an image by illuminating a display surface with illumination light from an illumination light source. Good.
【0029】ところで、上記の何れかの実施例の映像表
示装置を左右一対用意し(図4、図6〜図8の場合はそ
のまま)、それらを眼幅距離だけ離して支持することに
より、両眼で観察できる頭部装着式映像表示装置として
構成することができる。このような映像表示装置の1例
の全体の構成を図16に示す。表示装置本体50には、
上記の何れかの実施例の表示装置が左右一対備えられ、
それらに対応して像面にLCDからなる2次元映像表示
素子が配置されている。本体50に左右に連続して図示
のような側頭フレーム51が設けられ、両側の側頭フレ
ーム51は頭頂フレーム52でつながれており、また、
両側の側頭フレーム51の中間には板バネ53を介して
リアフレーム54が設けてあり、リアフレーム54を眼
鏡のツルのように観察者の両耳の後部に当て、また、頭
頂フレーム52を観察者の頭頂に載せることにより、表
示装置本体50を観察者の眼前に保持できるようになっ
ている。なお、頭頂フレーム52の内側には海綿体のよ
うな弾性体からなる頭頂パッド55が取り付けてあり、
同様にリアフレーム54の内側にも同様なパッドが取り
付けられており、この表示装置を頭部に装着したときに
違和感を感じないようにしてある。By the way, a pair of left and right video display devices according to any of the above embodiments is prepared (as is in the case of FIGS. 4 and 6 to 8), and they are supported by being separated by the interpupillary distance. It can be configured as a head-mounted image display device that can be observed with eyes. FIG. 16 shows the overall configuration of an example of such a video display device. The display device body 50 includes:
The display device of any of the above embodiments is provided with a pair of left and right,
Corresponding to them, a two-dimensional video display element composed of an LCD is arranged on the image plane. A temporal frame 51 as shown in the figure is provided on the main body 50 continuously on the left and right. The temporal frames 51 on both sides are connected by a parietal frame 52.
A rear frame 54 is provided in the middle of the temporal frames 51 on both sides via a leaf spring 53. The rear frame 54 is applied to the rear portions of both ears of the observer like vines of glasses. The display device main body 50 can be held in front of the observer's eyes by being placed on the top of the observer. A parietal pad 55 made of an elastic body such as a sponge is attached to the inside of the parietal frame 52.
Similarly, a similar pad is attached to the inside of the rear frame 54 so that when the display device is mounted on the head, a feeling of strangeness is not felt.
【0030】また、リアフレーム54にはスピーカ56
が付設されており、映像観察と共に立体音響を聞くこと
ができるようになっている。このようにスピーカ56を
有する表示装置本体50には、映像音声伝達コード57
を介してボータブルビデオカセット等の再生装置58が
接続されているので、観察者はこの再生装置58を図示
のようにベルト箇所等の任意の位置に保持して、映像、
音響を楽しむことができるようになっている。図示の5
9は再生装置58のスイッチ、ボリューム等の調節部で
ある。なお、頭頂フレーム52の内部に、図10のよう
な検出された瞳孔位置と共役となる点光源群の中の1個
もしくは一部を決定する回路、映像処理・音声処理回路
等の電子部品を内蔵させてある。The rear frame 54 has a speaker 56
Is provided so that stereoscopic sound can be heard together with video observation. As described above, the display device main body 50 having the speaker 56 has a video / audio transmission code 57.
The viewer 58 holds the playback device 58 at an arbitrary position such as a belt position as shown in FIG.
You can enjoy the sound. 5 shown
Reference numeral 9 denotes an adjustment unit such as a switch and a volume of the playback device 58. Note that electronic components such as a circuit for determining one or a part of a group of point light sources conjugate with the detected pupil position as shown in FIG. It is built in.
【0031】なお、コード57は先端をジャックにし
て、既存のビデオデッキ等に取り付け可能としてもよ
い。さらに、TV電波受信用チューナーに接続してTV
観賞用としてもよいし、コンピュータに接続してコンピ
ュータグラフィックスの映像や、コンピュータからのメ
ッセージ映像等を受信するようにしてもよい。また、邪
魔なコードを排斥するために、アンテナを接続して外部
からの信号を電波によって受信するようにしてもよい。The cord 57 may have a jack at the tip so that it can be attached to an existing video deck or the like. Furthermore, it is connected to a tuner for TV radio wave reception,
It may be used for viewing, or may be connected to a computer to receive computer graphics images, message images from the computer, and the like. Also, in order to reject an obstructive code, an antenna may be connected to receive an external signal by radio waves.
【0032】以上、本発明の映像表示装置をいくつかの
実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。Although the image display device of the present invention has been described based on several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.
【0033】以上の本発明の映像表示装置は、例えば次
のように構成することができる。 〔1〕 2次元映像表示素子と、前記2次元映像表示素
子の像を観察者の眼球に投影するための投影光学系と、
前記2次元映像表示素子を照明するための光源と、前記
光源から射出する光束を前記2次元映像表示素子へ導く
ための照明光学系とからなり、前記光源は、点光源を平
面上に複数配置したものからなり、観察者眼球の瞳孔位
置に対して前記照明光学系と前記投影光学系による略共
役位置に配置されていることを特徴とする映像表示装
置。 〔2〕 前記照明光学系の後側焦点位置近傍に前記光源
を配置することを特徴とする上記〔1〕記載の映像表示
装置。 〔3〕 前記照明光学系の前側焦点位置近傍に前記2次
元映像表示素子を配置することを特徴とする上記〔2〕
記載の映像表示装置。 〔4〕 左右一対の2次元映像表示素子と、前記左右一
対の2次元映像表示素子の像を観察者の眼球に投影する
ための左右一対の投影光学系と、前記左右一対の投影光
学系の光軸から等距離に位置する軸上に配置され、前記
左右一対の2次元映像表示素子を照明するための光源
と、前記光源から射出する光束を前記左右一対の2次元
映像表示素子へ導くための照明光学系とからなることを
特徴とする上記〔1〕記載の映像表示装置。 〔5〕 前記照明光学系を反射光学系で構成したことを
特徴とする上記〔4〕記載の映像表示装置。 〔6〕 前記反射光学系を回折光学素子で構成したこと
を特徴とする上記〔4〕記載の映像表示装置。 〔7〕 前記観察者眼球の瞳孔位置検出手段を備え、前
記の点光源を平面上に複数配置してなる光源の中、前記
観察者眼球の瞳孔と共役となる位置近傍の点光源のみを
点灯するようにしたことを特徴とする上記〔1〕記載の
映像表示装置。The above-described video display device of the present invention can be configured, for example, as follows. [1] A two-dimensional video display element, and a projection optical system for projecting an image of the two-dimensional video display element onto an eyeball of an observer;
A light source for illuminating the two-dimensional image display element, and an illumination optical system for guiding a light beam emitted from the light source to the two-dimensional image display element, wherein the light source includes a plurality of point light sources arranged on a plane. An image display device, wherein the image display device is arranged at a position substantially conjugate with the illumination optical system and the projection optical system with respect to a pupil position of an observer's eyeball. [2] The video display device according to [1], wherein the light source is disposed near a rear focal position of the illumination optical system. [3] The two-dimensional image display element is arranged near the front focal position of the illumination optical system, wherein the two-dimensional image display element is disposed.
The image display device according to the above. [4] A pair of left and right two-dimensional video display elements, a pair of left and right projection optical systems for projecting images of the pair of left and right two-dimensional video display elements onto an eyeball of an observer, and a pair of left and right projection optical systems A light source for illuminating the pair of left and right two-dimensional image display elements disposed on an axis equidistant from the optical axis, and a light source for guiding light emitted from the light source to the pair of left and right two-dimensional image display elements. The video display device according to the above [1], comprising: the illumination optical system according to [1]. [5] The image display device according to [4], wherein the illumination optical system is configured by a reflection optical system. [6] The image display device according to [4], wherein the reflection optical system is constituted by a diffractive optical element. [7] The pupil position detecting means of the observer's eyeball is provided, and only a point light source in the vicinity of a position conjugate with the pupil of the observer's eyeball among the light sources having the plurality of point light sources arranged on a plane is turned on. The video display device according to the above [1], wherein:
【0034】[0034]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の映像表示装置によると、映像表示素子を照明するため
の光源が、複数の領域ごとに照明光の照射を選択できる
ように複数の光源要素を配置して構成され、かつ、光源
の配置位置は、観察者眼球の瞳孔位置に対して照明光学
系と投影光学系による略共役位置に配置されているの
で、観察者眼球の瞳孔と共役となる位置に対応する領域
の照明光を選択的に照明することにより、映像表示素子
を射出した光束は観察者眼球の瞳孔に一点で集光するた
めに、観察者眼球の視度(近視、遠視、乱視)によら
ず、良好な像が観察できる。また、瞳孔位置に応じてそ
れと共役な光源要素を点灯させることで、光源要素をを
移動させずにすむため、装置が複雑にならずにすむ。As is apparent from the above description, according to the video display device of the present invention, the light source for illuminating the video display element is provided with a plurality of light sources so that the irradiation of the illumination light can be selected for each of a plurality of regions. It is configured by arranging the light source elements, and the arrangement position of the light source is arranged at a substantially conjugate position by the illumination optical system and the projection optical system with respect to the pupil position of the observer's eyeball. By selectively illuminating the illumination light in the area corresponding to the conjugate position, the light flux emitted from the image display element is focused at one point on the pupil of the observer's eyeball, so that the diopter of the observer's eyeball (myopia) , Hyperopia, astigmatism), a good image can be observed. In addition, by turning on a light source element conjugate to the pupil position according to the pupil position, the light source element does not need to be moved, so that the apparatus does not need to be complicated.
【図1】本発明の第1実施例の映像表示装置の構成を示
す光路図である。FIG. 1 is an optical path diagram showing a configuration of an image display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第2実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 2 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a second embodiment.
【図3】第3実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 3 is an optical path diagram showing a configuration of an image display device according to a third embodiment.
【図4】第4実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 4 is an optical path diagram showing a configuration of a video display device according to a fourth embodiment.
【図5】第4実施例において眼幅調整を行った場合と行
わない場合の瞳孔と共役な位置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing positions conjugate to a pupil when eye width adjustment is performed and not performed in a fourth embodiment.
【図6】第5実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 6 is an optical path diagram illustrating a configuration of a video display device according to a fifth embodiment.
【図7】第5実施例の変形を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a modification of the fifth embodiment.
【図8】第6実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 8 is an optical path diagram illustrating a configuration of a video display device according to a sixth embodiment.
【図9】第7実施例の映像表示装置の構成を示す光路図
である。FIG. 9 is an optical path diagram illustrating a configuration of a video display device according to a seventh embodiment.
【図10】点灯点光源を決定する回路の1例を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a circuit that determines a lighting point light source.
【図11】第8実施例の映像表示装置の構成を示す光路
図である。FIG. 11 is an optical path diagram illustrating a configuration of an image display device according to an eighth embodiment.
【図12】第9実施例の映像表示装置の構成を示す光路
図である。FIG. 12 is an optical path diagram illustrating a configuration of a video display device according to a ninth embodiment.
【図13】第9実施例で用いる光源兼撮像素子の正面図
である。FIG. 13 is a front view of a light source / image sensor used in a ninth embodiment.
【図14】投影光学系の1変形例を示す光路図である。FIG. 14 is an optical path diagram showing a modification of the projection optical system.
【図15】全体の光学系の種々の変形例を示す光路図で
ある。FIG. 15 is an optical path diagram showing various modifications of the entire optical system.
【図16】本発明の映像表示装置を頭部装着式映像表示
装置として構成した1例の全体の構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an overall configuration of an example in which the video display device of the present invention is configured as a head-mounted video display device.
【図17】従来の眼球投影型の頭部装着式映像表示装置
の光学系の1例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of an optical system of a conventional eye-mounted projection type head mounted image display device.
【図18】従来の別の眼球投影型の頭部装着式映像表示
装置の光学系を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an optical system of another conventional eyeball projection type head mounted image display device.
【図19】投影光学系の射出瞳の径を拡大した場合の作
用を示すための図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an operation when the diameter of the exit pupil of the projection optical system is enlarged.
【図20】眼球の瞳孔位置に合わせて点光源を移動させ
る方式の作用を示すための図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an operation of a method of moving a point light source in accordance with a pupil position of an eyeball.
E…観察者眼球 EL、ER…眼球 21…2次元映像表示素子(液晶表示素子(LCD)) 21L、21R…LCD 22…投影光学系(接眼レンズ) 22L、22R…接眼レンズ 23…光源 24…照明光学系(集光レンズ) 24’…集光反射鏡 24”…フレネル集光反射鏡又は回折集光光学素子 25…眼球照明装置(赤外線発光素子等) 26…撮像素子(瞳孔検出素子) 27…画像処理回路 28…発光位置演算回路 29…発光素子駆動回路 30…ハーフミラー 31…光源兼撮像素子 32…ビームスプリッター 33…凹面鏡 34…プリズム 22’…偏心ミラー 50…表示装置本体 51…側頭フレーム 52…頭頂フレーム 53…板バネ 54…リアフレーム 55…頭頂パッド 56…スピーカ 57…映像音声伝達コード 58…再生装置 59…調節部 221…屈折光学素子(偏心レンズ) 222…偏心裏面鏡 223…プリズム 241…偏心集光ミラー E: observer's eyeball EL, ER: eyeball 21: two-dimensional image display element (liquid crystal display element (LCD)) 21L, 21R: LCD 22: projection optical system (eyepiece) 22L, 22R: eyepiece 23: light source 24 ... Illumination optical system (condensing lens) 24 '... converging / reflecting mirror 24 "... Fresnel converging / reflecting mirror or diffractive condensing optical element 25 ... Eyeball illuminator (infrared light emitting element etc.) 26 ... Imaging element (pupil detecting element) 27 ... Image processing circuit 28 ... Light emitting position calculation circuit 29 ... Light emitting element drive circuit 30 ... Half mirror 31 ... Light source and image pickup element 32 ... Beam splitter 33 ... Concave mirror 34 ... Prism 22 '... Eccentric mirror 50 ... Display device body 51 ... Temporal Frame 52 ... Top frame 53 ... Leaf spring 54 ... Rear frame 55 ... Top pad 56 ... Speaker 57 ... Video / audio transmission code 58 ... Playback Location 59 ... adjusting unit 221 ... refractive optical element (eccentric lenses) 222 ... eccentric back surface mirrors 223 ... prism 241 ... eccentric collector mirror
Claims (11)
映像表示素子と、前記映像表示素子の映像を投影するた
めの投影光学系と、前記映像表示素子を照明するための
光源と、前記光源から射出する光束を前記映像表示素子
へ導くための照明光学系とを含み、 前記投影光学系が、少なくとも前記映像表示素子から射
出された光線光路を屈曲させる反射面を有し、 前記光源が、複数の領域ごとに照明光の照射を選択でき
るように複数の光源要素を配置して構成され、かつ、前
記光源の配置位置は、観察者眼球の瞳孔位置に対して前
記照明光学系と前記投影光学系による略共役位置に配置
され、 前記複数の光源は、前記観察者眼球の瞳孔と共役となる
位置に対応する領域の照明光を選択的に照明して前記映
像表示素子を照明できるように構成したことを特徴とす
る映像表示装置。An image display element for displaying an image observed by an observer, a projection optical system for projecting an image of the image display element, a light source for illuminating the image display element, An illumination optical system for guiding a light beam emitted from a light source to the image display element, wherein the projection optical system has a reflecting surface that bends at least a light path of a light beam emitted from the image display element, A plurality of light source elements are arranged so that irradiation of illumination light can be selected for each of a plurality of regions, and the arrangement position of the light source is the illumination optical system and the illumination optical system with respect to a pupil position of an observer's eyeball. The plurality of light sources are arranged at substantially conjugate positions by a projection optical system, and the plurality of light sources can selectively illuminate illumination light in a region corresponding to a position conjugate with a pupil of the observer's eyeball to illuminate the image display element. Configured A video display device characterized by the above-mentioned.
ていることを特徴とする請求項1記載の映像表示装置。2. The image display device according to claim 1, wherein said reflection surface is constituted by an eccentric mirror.
にて構成されていることを特徴とする請求項2記載の映
像表示装置。3. The image display device according to claim 2, wherein the eccentric mirror is constituted by a rotationally asymmetric aspherical surface.
前記偏心ミラーとの間に配置さてた屈折光学素子を有し
て構成されていることを特徴とする請求項2記載の映像
表示装置。4. The image display apparatus according to claim 2, wherein the projection optical system includes a refractive optical element disposed between the image display element and the eccentric mirror. .
成されていることを特徴とする請求項4記載の映像表示
装置。5. The image display device according to claim 4, wherein said refractive optical element is constituted by a decentered lens.
面を有して構成されていることを特徴とする請求項5記
載の映像表示装置。6. The image display device according to claim 5, wherein the refractive optical element has a rotationally asymmetric aspherical surface.
されていることを特徴とする請求項2記載の映像表示装
置。7. The image display device according to claim 2, wherein said eccentric mirror is constituted by an eccentric back mirror.
収差補正のために接合したプリズムを有して構成されて
いることを特徴とする映像表示装置。8. The image display device according to claim 1, wherein the projection optical system includes a prism bonded to the decentered back mirror for correcting chromatic aberration.
過反射面にて構成され、シースルータイプとして外界を
選択的にあるいは電子映像と重畳して観察できるように
構成したことを特徴とする請求項1〜8記載の映像表示
装置。9. A reflection surface of the projection optical system is constituted by a semi-transmissive reflection surface, and is configured as a see-through type so that an external world can be observed selectively or superimposed on an electronic image. The video display device according to claim 1.
の映像表示素子と、前記映像表示素子の映像を投影する
ための投影光学系と、前記映像表示素子を照明するため
の光源と、前記光源から射出する光束を前記映像表示素
子へ導くための照明光学系と、観察者眼球のを含み、 前記光源が、複数の領域ごとに照明光の照射を選択でき
るように複数の光源要素を配置して構成され、かつ、前
記光源の配置位置は、観察者眼球の瞳孔位置に対して前
記照明光学系と前記投影光学系による略共役位置に配置
され、 前記観察者眼球を照明する眼球照明装置と、前記眼球照
明装置によって照明された観察者眼球の像を撮像する撮
像装置とを含んで構成されたことを特徴とする映像表示
装置。10. An image display element for displaying an image observed by an observer, a projection optical system for projecting an image of the image display element, a light source for illuminating the image display element, An illumination optical system for guiding a light beam emitted from a light source to the image display element, including an observer's eyeball, wherein the light source is arranged with a plurality of light source elements such that irradiation of illumination light can be selected for each of a plurality of regions. And an arrangement position of the light source is arranged at a substantially conjugate position between the illumination optical system and the projection optical system with respect to a pupil position of an observer's eyeball, and an eyeball illumination device that illuminates the observer's eyeball A video display device comprising: an image capturing device configured to capture an image of an observer's eye illuminated by the eye illuminating device.
観察者眼球像を画像処理する画像処理回路と、前記画像
処理回路によって前記映像表示素子の映像の発光位置を
演算する発光位置演算回路と、前記発光位置演算回路に
よって演算された発光位置にあわせて前記映像表示素子
を発光する1個又は一部の光源を発光させることを特徴
とする請求項10記載の映像表示装置。11. An image processing circuit for performing image processing on the observer's eyeball image received by the imaging device, a light emission position calculation circuit for calculating a light emission position of an image on the image display element by the image processing circuit, The video display device according to claim 10, wherein one or a part of the light sources that emit light from the video display element emit light in accordance with the light emission position calculated by the light emission position calculation circuit.
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