JPH08136852A - 接眼光学系を有する光学装置 - Google Patents
接眼光学系を有する光学装置Info
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- JPH08136852A JPH08136852A JP6269770A JP26977094A JPH08136852A JP H08136852 A JPH08136852 A JP H08136852A JP 6269770 A JP6269770 A JP 6269770A JP 26977094 A JP26977094 A JP 26977094A JP H08136852 A JPH08136852 A JP H08136852A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
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- G02B5/30—Polarising elements
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 頭部装着式表示装置等において、眼と鏡体の
間の隙間から入ってくる漏れ光によるフレアー、ゴース
ト像をなくして良好な像の観察を可能にする。 【構成】 液晶表示装置から出た電子像の表示光と、液
晶シャッター７を通過してくる外界光はＰ偏光となり、
偏光板８を損失なしに通過し、何らの損失なく眼１に届
く。一方、顔面と鏡体との隙間から入ってくる漏れ光は
一般に自然光であるから、無偏光状態にある。したがっ
て、眼球１、ミラー３で反射した後、偏光板８を通過し
て光強度は１／２となる。この光は、凹面ミラー３で反
射し、ハーフミラー２で反射して眼１に届くことにはな
るものの、正規電子像に対するゴースト像の強度比は１
／２となり、電子像のコントラストが改善されて観察で
きる。偏光板８の代わりに光吸収フィルターを用いても
よい。
間の隙間から入ってくる漏れ光によるフレアー、ゴース
ト像をなくして良好な像の観察を可能にする。 【構成】 液晶表示装置から出た電子像の表示光と、液
晶シャッター７を通過してくる外界光はＰ偏光となり、
偏光板８を損失なしに通過し、何らの損失なく眼１に届
く。一方、顔面と鏡体との隙間から入ってくる漏れ光は
一般に自然光であるから、無偏光状態にある。したがっ
て、眼球１、ミラー３で反射した後、偏光板８を通過し
て光強度は１／２となる。この光は、凹面ミラー３で反
射し、ハーフミラー２で反射して眼１に届くことにはな
るものの、正規電子像に対するゴースト像の強度比は１
／２となり、電子像のコントラストが改善されて観察で
きる。偏光板８の代わりに光吸収フィルターを用いても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接眼光学系を有する光
学装置に関し、特に、頭部装着式表示装置のように、観
察者の頭部又は顔面に装着して接眼光学系によって像を
観察者に導く光学装置に関する。
学装置に関し、特に、頭部装着式表示装置のように、観
察者の頭部又は顔面に装着して接眼光学系によって像を
観察者に導く光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置のような偏光性を持つ像を
表示する２次元表示装置とミラーとを備えた頭部装着式
表示装置には、例えば図７に示すような光学配置が提案
されている（例えば、特開平６−１１８３３７号参
照）。すなわち、同図（ａ）は、視軸方向に凹面ミラー
３が位置し、その眼球１側に光軸に斜めにハーフミラー
２が配置されていて、視軸外の液晶表示装置４からの光
を凹面ミラー３側に反射するようにしたものであり、同
図（ｂ）は、視軸に交差する方向に視軸を挟んで対向し
て液晶表示装置４と凹面ミラー３を配置し、その間に光
軸に斜めに配置したハーフミラー２によって凹面ミラー
３で反射された電子像を眼球１側に反射するようにした
ものであり、同図（ｃ）は、偏心配置した凹面ミラー３
によって視軸外の液晶表示装置４からの光を眼球１側に
反射するようにしたものである。また、同図（ａ）、
（ｃ）において、凹面ミラー３をハーフミラーとして構
成し、その視軸方向前方に液晶シャッターのようなシャ
ッターを設け、その開閉により外界像も選択的又は電子
像と重ねて観察できるようにすることもできる。なお、
何れの図においても、破線で外界光の進行方向を示す。
また、同図（ａ）、（ｂ）において、ハーフミラー２を
プリズム中に設けたもので構成するようにすることもで
きる。
表示する２次元表示装置とミラーとを備えた頭部装着式
表示装置には、例えば図７に示すような光学配置が提案
されている（例えば、特開平６−１１８３３７号参
照）。すなわち、同図（ａ）は、視軸方向に凹面ミラー
３が位置し、その眼球１側に光軸に斜めにハーフミラー
２が配置されていて、視軸外の液晶表示装置４からの光
を凹面ミラー３側に反射するようにしたものであり、同
図（ｂ）は、視軸に交差する方向に視軸を挟んで対向し
て液晶表示装置４と凹面ミラー３を配置し、その間に光
軸に斜めに配置したハーフミラー２によって凹面ミラー
３で反射された電子像を眼球１側に反射するようにした
ものであり、同図（ｃ）は、偏心配置した凹面ミラー３
によって視軸外の液晶表示装置４からの光を眼球１側に
反射するようにしたものである。また、同図（ａ）、
（ｃ）において、凹面ミラー３をハーフミラーとして構
成し、その視軸方向前方に液晶シャッターのようなシャ
ッターを設け、その開閉により外界像も選択的又は電子
像と重ねて観察できるようにすることもできる。なお、
何れの図においても、破線で外界光の進行方向を示す。
また、同図（ａ）、（ｂ）において、ハーフミラー２を
プリズム中に設けたもので構成するようにすることもで
きる。
【０００３】ところで、このような頭部装着式表示装置
は、図示のような接眼光学系や液晶表示装置、それを駆
動する電気回路が一体に詰まった表示装置本体（鏡体）
１０を観察者の眼１の前に配置して、ヘッドバンド等の
支持手段により頭部に支持するものである。そして、図
８に模式的な断面図を示すように、鏡体１０と眼１の間
に隙間を設ければ、眼１を上向きや下向きにすることに
より、キーボード等の外界を見ることができて有利であ
る（特開平５−１００１９２号）。
は、図示のような接眼光学系や液晶表示装置、それを駆
動する電気回路が一体に詰まった表示装置本体（鏡体）
１０を観察者の眼１の前に配置して、ヘッドバンド等の
支持手段により頭部に支持するものである。そして、図
８に模式的な断面図を示すように、鏡体１０と眼１の間
に隙間を設ければ、眼１を上向きや下向きにすることに
より、キーボード等の外界を見ることができて有利であ
る（特開平５−１００１９２号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鏡体１
０と眼１の間の隙間から入ってくる漏れ光は、図９に示
すように、ハーフミラー２を設けたプリズム５内部に直
接入り込んだり（光）、眼球１で反射して再び眼に入
る（光）。前者はフレアーとして認知され、後者
は自分の眼球１の像（ゴースト像）として認知され、何
れも正規の電子像鑑賞の妨げとなってしまう。なお、図
９の場合は、図７（ｂ）の光学配置を用いる例である。
０と眼１の間の隙間から入ってくる漏れ光は、図９に示
すように、ハーフミラー２を設けたプリズム５内部に直
接入り込んだり（光）、眼球１で反射して再び眼に入
る（光）。前者はフレアーとして認知され、後者
は自分の眼球１の像（ゴースト像）として認知され、何
れも正規の電子像鑑賞の妨げとなってしまう。なお、図
９の場合は、図７（ｂ）の光学配置を用いる例である。
【０００５】本発明は従来技術の上記した問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的は、頭部装着式表示装
置等の接眼光学系を有する光学装置において、眼と鏡体
の間の隙間から入ってくる漏れ光によるフレアー、ゴー
スト像をなくして良好な像の観察を可能にすることであ
る。
てなされたものであり、その目的は、頭部装着式表示装
置等の接眼光学系を有する光学装置において、眼と鏡体
の間の隙間から入ってくる漏れ光によるフレアー、ゴー
スト像をなくして良好な像の観察を可能にすることであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の接眼光学系を有する光学装置は、像を観察者に導く
接眼光学系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光学装
置において、前記反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又
は光吸収フィルターを配置したことを特徴とするもので
ある。
明の接眼光学系を有する光学装置は、像を観察者に導く
接眼光学系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光学装
置において、前記反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又
は光吸収フィルターを配置したことを特徴とするもので
ある。
【０００７】別の本発明の接眼光学系を有する光学装置
は、偏光性を持つ像を観察者に導く接眼光学系と、像を
反射させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反
射鏡と観察者眼球との間に偏光板を配置したことを特徴
とするものである。
は、偏光性を持つ像を観察者に導く接眼光学系と、像を
反射させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反
射鏡と観察者眼球との間に偏光板を配置したことを特徴
とするものである。
【０００８】さらにもう１つの本発明の接眼光学系を有
する光学装置は、像を観察者に導く接眼光学系と、像を
反射させる反射鏡とを鏡体内に配置した光学装置におい
て、前記鏡体の観察側面に配置した偏光板からなるひさ
しと、前記反射鏡と観察者眼球との間に配置され、前記
ひさしの偏光透過方向とは直交する偏光透過方向の偏光
板とを備えたことを特徴とするものである。
する光学装置は、像を観察者に導く接眼光学系と、像を
反射させる反射鏡とを鏡体内に配置した光学装置におい
て、前記鏡体の観察側面に配置した偏光板からなるひさ
しと、前記反射鏡と観察者眼球との間に配置され、前記
ひさしの偏光透過方向とは直交する偏光透過方向の偏光
板とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】もう１つ別の本発明の接眼光学系を有する
光学装置は、像を観察者に導く接眼光学系と、像を反射
させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反射鏡
と観察者眼球との間に偏光板を配置し、前記反射鏡と前
記偏光板との間に前記偏光板の偏光透過方向に対して結
晶軸方向が４５°をなすように１／４波長板を配置した
ことを特徴とするものである。
光学装置は、像を観察者に導く接眼光学系と、像を反射
させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反射鏡
と観察者眼球との間に偏光板を配置し、前記反射鏡と前
記偏光板との間に前記偏光板の偏光透過方向に対して結
晶軸方向が４５°をなすように１／４波長板を配置した
ことを特徴とするものである。
【００１０】以上の光学装置において、像を表示する表
示素子と、接眼光学系と、反射鏡とを観察者頭部に支持
する支持手段を備えた構成とすることができる。
示素子と、接眼光学系と、反射鏡とを観察者頭部に支持
する支持手段を備えた構成とすることができる。
【００１１】
【作用】本発明においては、像を観察者に導く接眼光学
系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光学装置におい
て、反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又は光吸収フィ
ルターを配置したので、偏光板の場合は、像の光は偏光
板をそのまま透過するが、自然光である不要な光は偏光
板で吸収され、光量を減少した後、反射鏡で反射して眼
に入る。また、光吸収フィルターの場合は、像の光は光
吸収フィルターを１回しか通過しないが、不要な光は光
吸収フィルターを２回通過して眼に届く。何れの場合
も、像に対するゴースト像の光量が減少し、目立たなく
なり、良好な像の観察が可能になる。
系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光学装置におい
て、反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又は光吸収フィ
ルターを配置したので、偏光板の場合は、像の光は偏光
板をそのまま透過するが、自然光である不要な光は偏光
板で吸収され、光量を減少した後、反射鏡で反射して眼
に入る。また、光吸収フィルターの場合は、像の光は光
吸収フィルターを１回しか通過しないが、不要な光は光
吸収フィルターを２回通過して眼に届く。何れの場合
も、像に対するゴースト像の光量が減少し、目立たなく
なり、良好な像の観察が可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照にして、本発明に基づく頭
部装着式表示装置のいくつかの実施例について説明す
る。 〔第１実施例〕本実施例は、眼球と光学系との間に偏光
板を配置することにより、眼と鏡体の間の隙間から入っ
てくる漏れ光によるフレアー、ゴースト像をなくす例で
ある。頭部装着式表示装置の光学配置として、図１に断
面を示すように、例えば図７（ｂ）の配置を用いるもの
とする。なお、他の配置の場合も以下の説明は同様であ
る。
部装着式表示装置のいくつかの実施例について説明す
る。 〔第１実施例〕本実施例は、眼球と光学系との間に偏光
板を配置することにより、眼と鏡体の間の隙間から入っ
てくる漏れ光によるフレアー、ゴースト像をなくす例で
ある。頭部装着式表示装置の光学配置として、図１に断
面を示すように、例えば図７（ｂ）の配置を用いるもの
とする。なお、他の配置の場合も以下の説明は同様であ
る。
【００１３】図１において、眼１の視軸に交差する方向
に視軸を挟んで対向して、バックライト６によって照明
される液晶表示装置（ＬＣＤ）４とプリズム５に設けた
凹面ミラー３とを配置し、その間のプリズム５内に光軸
に斜めに設けたハーフミラー２によって、ＬＣＤ４から
直進して凹面ミラー３で反射された電子像を眼球１側に
反射するように構成してある。また、視軸方向のプリズ
ム５前方には液晶シャッター７が設けられており、液晶
シャッター７を開くと外界像が観察できるようになって
いる。
に視軸を挟んで対向して、バックライト６によって照明
される液晶表示装置（ＬＣＤ）４とプリズム５に設けた
凹面ミラー３とを配置し、その間のプリズム５内に光軸
に斜めに設けたハーフミラー２によって、ＬＣＤ４から
直進して凹面ミラー３で反射された電子像を眼球１側に
反射するように構成してある。また、視軸方向のプリズ
ム５前方には液晶シャッター７が設けられており、液晶
シャッター７を開くと外界像が観察できるようになって
いる。
【００１４】そして、本発明に基づき、眼球とプリズム
５の間に偏光板８を配置する。ここで、ＬＣＤ４、液晶
シャッター７として、例えばＴＮ液晶表示装置のよう
に、それぞれ液晶層４１、７１を直交配置の偏光板４
２、４３及び平行配置の偏光板７２、７３で挟んだもの
を用いる場合に、ＬＣＤ４の出射側偏光板４３と液晶シ
ャッター７の出射側偏光板７３の偏光透過方向が上記偏
光板８の偏光透過方向と同一となるよう配置する。図１
では、この偏光透過方向はＰ偏光（紙面内の偏光）とし
ている。
５の間に偏光板８を配置する。ここで、ＬＣＤ４、液晶
シャッター７として、例えばＴＮ液晶表示装置のよう
に、それぞれ液晶層４１、７１を直交配置の偏光板４
２、４３及び平行配置の偏光板７２、７３で挟んだもの
を用いる場合に、ＬＣＤ４の出射側偏光板４３と液晶シ
ャッター７の出射側偏光板７３の偏光透過方向が上記偏
光板８の偏光透過方向と同一となるよう配置する。図１
では、この偏光透過方向はＰ偏光（紙面内の偏光）とし
ている。
【００１５】このような配置で偏光板８を設けると、Ｌ
ＣＤ４から出た電子像の表示光と、液晶シャッター７を
通過してくる外界光はＰ偏光となり、偏光板８を損失な
しに通過し、何らの損失なく眼１に届く。一方、顔面と
鏡体との隙間から入ってくる漏れ光は一般に自然光であ
るから、無偏光状態にある。したがって、眼球１、ミラ
ー３で反射した後、偏光板８を通過して光強度は１／２
となる。この光は、凹面ミラー３で反射し、ハーフミラ
ー２で反射して眼１に届くことにはなるものの、正規電
子像に対するゴースト像の強度比は１／２となり、電子
像のコントラストが改善されて観察できる。
ＣＤ４から出た電子像の表示光と、液晶シャッター７を
通過してくる外界光はＰ偏光となり、偏光板８を損失な
しに通過し、何らの損失なく眼１に届く。一方、顔面と
鏡体との隙間から入ってくる漏れ光は一般に自然光であ
るから、無偏光状態にある。したがって、眼球１、ミラ
ー３で反射した後、偏光板８を通過して光強度は１／２
となる。この光は、凹面ミラー３で反射し、ハーフミラ
ー２で反射して眼１に届くことにはなるものの、正規電
子像に対するゴースト像の強度比は１／２となり、電子
像のコントラストが改善されて観察できる。
【００１６】本実施例では、外界像のシースルーの切り
替えのために液晶シャッター７を用いる例として示した
が、切り替え手段としてはこれに限るものではなく、機
械シャッター等を用いてもよい。また、シースルーでき
ない配置の場合でも、電子像とゴースト像との関係にお
いてメリットがあるものである。なお、プリズム５とし
ては、プラスチック製よりもガラス製の方が偏光性がよ
り保たれるので、望ましい。
替えのために液晶シャッター７を用いる例として示した
が、切り替え手段としてはこれに限るものではなく、機
械シャッター等を用いてもよい。また、シースルーでき
ない配置の場合でも、電子像とゴースト像との関係にお
いてメリットがあるものである。なお、プリズム５とし
ては、プラスチック製よりもガラス製の方が偏光性がよ
り保たれるので、望ましい。
【００１７】〔第２実施例〕本実施例では、図２に示す
ように、第１実施例におけるＬＣＤ４と液晶シャッター
７の出射側の偏光板４３、７３を取り除いて構成した例
である。プリズム５端面に張り付けた偏光板８がＬＣＤ
４の出射側偏光板４３と液晶シャッター７の出射側偏光
板７３の両方を兼ねているものである。これは、通常の
ＬＣＤや液晶シャッターの出射側偏光板を遠く離して配
置したことと同等である。液晶層４１によって偏光状態
の空間的変調を受けた後、凹面ミラー３とハーフミラー
２を反射して偏光板８を通過したときに表示像が構成さ
れる。液晶シャッター７についても同様である。
ように、第１実施例におけるＬＣＤ４と液晶シャッター
７の出射側の偏光板４３、７３を取り除いて構成した例
である。プリズム５端面に張り付けた偏光板８がＬＣＤ
４の出射側偏光板４３と液晶シャッター７の出射側偏光
板７３の両方を兼ねているものである。これは、通常の
ＬＣＤや液晶シャッターの出射側偏光板を遠く離して配
置したことと同等である。液晶層４１によって偏光状態
の空間的変調を受けた後、凹面ミラー３とハーフミラー
２を反射して偏光板８を通過したときに表示像が構成さ
れる。液晶シャッター７についても同様である。
【００１８】したがって、ＬＣＤ４から出た電子像で変
調された光と、液晶シャッター７を通過してそこで変調
された外界光は、偏光板８をＰ偏光として通過し、何ら
の損失なく眼１に届く。一方、顔面と鏡体との隙間から
入ってくる漏れ光は一般に自然光であるから、無偏光状
態にある。したがって、眼球１、ミラー３で反射した
後、偏光板８を通過して光強度は１／２となる。この光
は、凹面ミラー３で反射し、ハーフミラー２で反射して
眼１に届くことにはなるものの、第１実施例と同様に、
正規電子像に対するゴースト像の強度比は１／２とな
り、電子像のコントラストが改善されて観察できる。な
お、この実施例は、偏光板が２枚省ける分、安価、軽量
となるメリットがある。
調された光と、液晶シャッター７を通過してそこで変調
された外界光は、偏光板８をＰ偏光として通過し、何ら
の損失なく眼１に届く。一方、顔面と鏡体との隙間から
入ってくる漏れ光は一般に自然光であるから、無偏光状
態にある。したがって、眼球１、ミラー３で反射した
後、偏光板８を通過して光強度は１／２となる。この光
は、凹面ミラー３で反射し、ハーフミラー２で反射して
眼１に届くことにはなるものの、第１実施例と同様に、
正規電子像に対するゴースト像の強度比は１／２とな
り、電子像のコントラストが改善されて観察できる。な
お、この実施例は、偏光板が２枚省ける分、安価、軽量
となるメリットがある。
【００１９】本実施例でも、外界像のシースルーの切り
替えのために液晶シャッター７を用いる例として示した
が、切り替え手段としてはこれに限るものではなく、機
械シャッター等を用いてもよい。また、シースルーでき
ない配置の場合でも、電子像とゴースト像との関係にお
いてメリットがあるものである。また、プリズム５とし
ては、プラスチック製よりもガラス製の方が偏光性がよ
り保たれるので、望ましい。
替えのために液晶シャッター７を用いる例として示した
が、切り替え手段としてはこれに限るものではなく、機
械シャッター等を用いてもよい。また、シースルーでき
ない配置の場合でも、電子像とゴースト像との関係にお
いてメリットがあるものである。また、プリズム５とし
ては、プラスチック製よりもガラス製の方が偏光性がよ
り保たれるので、望ましい。
【００２０】〔第３実施例〕本実施例では、図３に示す
ように、第１実施例におけるＬＣＤ４の出射側、液晶シ
ャッター７の出射側、及び、偏光板８の入射側にそれぞ
れλ／４板１１、１２、１３を挿入することによってゴ
ースト像を完全に除去するものである。これらのλ／４
板１１、１２、１３は、結晶軸方向が偏光板４３、７
３、８の偏光透過方向に対して４５°をなすように配置
される。ただし、この実施例においては、偏光板８の偏
光透過方向はＳ偏光（紙面に垂直の偏光）としている。
ように、第１実施例におけるＬＣＤ４の出射側、液晶シ
ャッター７の出射側、及び、偏光板８の入射側にそれぞ
れλ／４板１１、１２、１３を挿入することによってゴ
ースト像を完全に除去するものである。これらのλ／４
板１１、１２、１３は、結晶軸方向が偏光板４３、７
３、８の偏光透過方向に対して４５°をなすように配置
される。ただし、この実施例においては、偏光板８の偏
光透過方向はＳ偏光（紙面に垂直の偏光）としている。
【００２１】このような配置では、無偏光である漏れ光
は偏光板８を通過するとＳ偏光となり、次に、λ／４板
１３を通過して左回りの円偏光となる。この光は凹面ミ
ラー３とハーフミラー２で反射して再びλ／４板１３を
通過することによりＰ偏光となるが、この光は偏光板８
で吸収されてしまい、眼１には届かない。
は偏光板８を通過するとＳ偏光となり、次に、λ／４板
１３を通過して左回りの円偏光となる。この光は凹面ミ
ラー３とハーフミラー２で反射して再びλ／４板１３を
通過することによりＰ偏光となるが、この光は偏光板８
で吸収されてしまい、眼１には届かない。
【００２２】一方、ＬＣＤ４や液晶シャッター７から出
射した光は共にＰ偏光となっており、λ／４板１１、１
２を通過することで右回り円偏光となり、次に、λ／４
板１３を通過することでＳ偏光となる。この光は、偏光
板８を通過して眼１に届く。したがって、電子像や外界
像はλ／４板１１、１２、１３で影響を受けることな
く、ゴースト像をカットできる。
射した光は共にＰ偏光となっており、λ／４板１１、１
２を通過することで右回り円偏光となり、次に、λ／４
板１３を通過することでＳ偏光となる。この光は、偏光
板８を通過して眼１に届く。したがって、電子像や外界
像はλ／４板１１、１２、１３で影響を受けることな
く、ゴースト像をカットできる。
【００２３】なお、本実施例では、ＬＣＤのように偏光
性のある表示素子やシャッターを用いる必要はなく、表
示素子としてはＣＲＴ、シャッターとしても機械シャッ
ターを用いてもよい。ただし、これらの場合、光の透過
量は１／２に減少する。
性のある表示素子やシャッターを用いる必要はなく、表
示素子としてはＣＲＴ、シャッターとしても機械シャッ
ターを用いてもよい。ただし、これらの場合、光の透過
量は１／２に減少する。
【００２４】〔第４実施例〕本実施例では、図４に示す
ように、第３実施例におけるＬＣＤ４と液晶シャッター
７の出射側の偏光板４３、７３を取り除いている。λ／
４板１３と偏光板８がＬＣＤ４と液晶シャッター７の出
射側偏光板を兼ねている。ＬＣＤ４や液晶シャッター７
の液晶層４１、７１を通過した偏光はλ／４板１１、１
２とλ／４板１３を通過すると、逆偏光状態に変わり、
その後に偏光板８を通過して、電子像、外界光が眼１に
届く。これに対して、漏れ光に対しては第３実施例と同
様の作用をする。したがって、ゴースト像をカットで
き、かつ、偏光板が２枚省ける分、安価、軽量となるメ
リットがある。
ように、第３実施例におけるＬＣＤ４と液晶シャッター
７の出射側の偏光板４３、７３を取り除いている。λ／
４板１３と偏光板８がＬＣＤ４と液晶シャッター７の出
射側偏光板を兼ねている。ＬＣＤ４や液晶シャッター７
の液晶層４１、７１を通過した偏光はλ／４板１１、１
２とλ／４板１３を通過すると、逆偏光状態に変わり、
その後に偏光板８を通過して、電子像、外界光が眼１に
届く。これに対して、漏れ光に対しては第３実施例と同
様の作用をする。したがって、ゴースト像をカットで
き、かつ、偏光板が２枚省ける分、安価、軽量となるメ
リットがある。
【００２５】〔第５実施例〕図５（ａ）に本実施例の頭
部装着式表示装置の光学系の断面図を、また、同図
（ｂ）にこの頭部装着式表示装置をゴーグルタイプに構
成したときの斜視図を示すように、本実施例は、頭部装
着式表示装置の鏡体１０の内側の縁に偏光板でできたひ
さし１４、１５を設ける実施例である。そして、このひ
さし１４、１５の偏光板の偏光透過方向と直交する方向
に偏光透過方向を持つ偏光板８をプリズム５端面に張り
付けるものである。
部装着式表示装置の光学系の断面図を、また、同図
（ｂ）にこの頭部装着式表示装置をゴーグルタイプに構
成したときの斜視図を示すように、本実施例は、頭部装
着式表示装置の鏡体１０の内側の縁に偏光板でできたひ
さし１４、１５を設ける実施例である。そして、このひ
さし１４、１５の偏光板の偏光透過方向と直交する方向
に偏光透過方向を持つ偏光板８をプリズム５端面に張り
付けるものである。
【００２６】図５（ａ）を用いて説明すると、この実施
例の光学系は第１実施例と同様であり、偏光板ひさし１
４、１５を通過した漏れ光はＳ偏光となってプリズム５
端面に向かうが、偏光板８は偏光透過方向がＰ偏光方向
であるためこの漏れ光を吸収してしまう。したがって、
ゴースト像は発生しない。また、眼１を光学系から外し
て上向き、下向き（破線の眼球）にすると、光量は１／
２になるものの、ひさし１４、１５を通して外界を見る
ことができる。なお、図５（ｂ）中の符号１６は鏡体１
０を観察者頭部に固定するヘッドバンドである。
例の光学系は第１実施例と同様であり、偏光板ひさし１
４、１５を通過した漏れ光はＳ偏光となってプリズム５
端面に向かうが、偏光板８は偏光透過方向がＰ偏光方向
であるためこの漏れ光を吸収してしまう。したがって、
ゴースト像は発生しない。また、眼１を光学系から外し
て上向き、下向き（破線の眼球）にすると、光量は１／
２になるものの、ひさし１４、１５を通して外界を見る
ことができる。なお、図５（ｂ）中の符号１６は鏡体１
０を観察者頭部に固定するヘッドバンドである。
【００２７】〔第６実施例〕本実施例は、第１実施例〜
第５実施例の偏光板８の代わりに、図６に示すように、
光吸収フィルター１７を用いる例である。漏れ光は、ま
ず、吸収フィルター１７を通過した後、凹面ミラー３、
ハーフミラー２を反射した後、再び吸収フィルター１７
に達して吸収され、眼１に届く。いま、吸収フィルター
１７の透過率を５０％とすると、漏れ光が眼１に届くと
きの光の量は元の量の２５％となる。一方、表示素子
４′（本実施例では、小型ＣＲＴ）からの光やシャッタ
ー７′（本実施例では、機械シャッター）からの光は、
吸収フィルター１７を１回通過して５０％となる。した
がって、吸収フィルター１７を入れることによって、正
規電子像、外界像に対するゴースト像の光量は１／２に
改善される。本実施例では、ゴースト像の減少のために
偏光性を利用していないので、プリズム５にはプラスチ
ックを用いても問題はない。
第５実施例の偏光板８の代わりに、図６に示すように、
光吸収フィルター１７を用いる例である。漏れ光は、ま
ず、吸収フィルター１７を通過した後、凹面ミラー３、
ハーフミラー２を反射した後、再び吸収フィルター１７
に達して吸収され、眼１に届く。いま、吸収フィルター
１７の透過率を５０％とすると、漏れ光が眼１に届くと
きの光の量は元の量の２５％となる。一方、表示素子
４′（本実施例では、小型ＣＲＴ）からの光やシャッタ
ー７′（本実施例では、機械シャッター）からの光は、
吸収フィルター１７を１回通過して５０％となる。した
がって、吸収フィルター１７を入れることによって、正
規電子像、外界像に対するゴースト像の光量は１／２に
改善される。本実施例では、ゴースト像の減少のために
偏光性を利用していないので、プリズム５にはプラスチ
ックを用いても問題はない。
【００２８】以上、本発明の接眼光学系を有する光学装
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。また、本発明を頭部装着式表示装置に適用する場合
でも、図７の光学配置に限定されず、公知のその他の光
学配置の場合にも適用できる。
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。また、本発明を頭部装着式表示装置に適用する場合
でも、図７の光学配置に限定されず、公知のその他の光
学配置の場合にも適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の接眼光学系を有する光学装置によると、像を観察者に
導く接眼光学系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光
学装置において、反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又
は光吸収フィルターを配置したので、偏光板の場合は、
像の光は偏光板をそのまま透過するが、自然光である不
要な光は偏光板で吸収され、光量を減少した後、反射鏡
で反射して眼に入る。また、光吸収フィルターの場合
は、像の光は光吸収フィルターを１回しか通過しない
が、不要な光は光吸収フィルターを２回通過して眼に届
く。何れの場合も、像に対するゴースト像の光量が減少
し、目立たなくなり、良好な像の観察が可能になる。
の接眼光学系を有する光学装置によると、像を観察者に
導く接眼光学系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光
学装置において、反射鏡と観察者眼球との間に偏光板又
は光吸収フィルターを配置したので、偏光板の場合は、
像の光は偏光板をそのまま透過するが、自然光である不
要な光は偏光板で吸収され、光量を減少した後、反射鏡
で反射して眼に入る。また、光吸収フィルターの場合
は、像の光は光吸収フィルターを１回しか通過しない
が、不要な光は光吸収フィルターを２回通過して眼に届
く。何れの場合も、像に対するゴースト像の光量が減少
し、目立たなくなり、良好な像の観察が可能になる。
【図１】本発明の第１実施例の頭部装着式表示装置の光
学配置を示す断面図である。
学配置を示す断面図である。
【図２】第２実施例の頭部装着式表示装置の光学配置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】第３実施例の頭部装着式表示装置の光学配置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】第４実施例の頭部装着式表示装置の光学配置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】第５実施例の頭部装着式表示装置の光学配置を
示す断面図とこの頭部装着式表示装置をゴーグルタイプ
に構成したときの斜視図である。
示す断面図とこの頭部装着式表示装置をゴーグルタイプ
に構成したときの斜視図である。
【図６】第６実施例の頭部装着式表示装置の光学配置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】頭部装着式表示装置の光学配置の例を示すため
の断面図である。
の断面図である。
【図８】頭部装着式表示装置の鏡体と眼の間から外界を
見る様子を示す断面図である。
見る様子を示す断面図である。
【図９】鏡体と眼の間から入る漏れ光によりフレアー、
ゴースト像が発生する様子を示す光路図である。
ゴースト像が発生する様子を示す光路図である。
【符号の説明】 １…眼球 ２…ハーフミラー ３…凹面ミラー ４…液晶表示装置（ＬＣＤ） ４′…表示素子（小型ＣＲＴ） ５…プリズム ６…バックライト ７…液晶シャッター ７′…シャッター（機械シャッター） ８…偏光板 １０…頭部装着式表示装置の鏡体 １１、１２、１３…λ／４板（１／４波長板） １４、１５…ひさし（偏光板） １６…ヘッドバンド １７…光吸収フィルター ４１、７１…液晶層 ４２、４３、７２、７３…偏光板
Claims (5)
- 【請求項１】 像を観察者に導く接眼光学系と、像を反
射させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反射
鏡と観察者眼球との間に偏光板又は光吸収フィルターを
配置したことを特徴とする接眼光学系を有する光学装
置。 - 【請求項２】 偏光性を持つ像を観察者に導く接眼光学
系と、像を反射させる反射鏡とを含んだ光学装置におい
て、前記反射鏡と観察者眼球との間に偏光板を配置した
ことを特徴とする接眼光学系を有する光学装置。 - 【請求項３】 像を観察者に導く接眼光学系と、像を反
射させる反射鏡とを鏡体内に配置した光学装置におい
て、前記鏡体の観察側面に配置した偏光板からなるひさ
しと、前記反射鏡と観察者眼球との間に配置され、前記
ひさしの偏光透過方向とは直交する偏光透過方向の偏光
板とを備えたことを特徴とする接眼光学系を有する光学
装置。 - 【請求項４】 像を観察者に導く接眼光学系と、像を反
射させる反射鏡とを含んだ光学装置において、前記反射
鏡と観察者眼球との間に偏光板を配置し、前記反射鏡と
前記偏光板との間に前記偏光板の偏光透過方向に対して
結晶軸方向が４５°をなすように１／４波長板を配置し
たことを特徴とする接眼光学系を有する光学装置。 - 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項において、
像を表示する表示素子と、前記接眼光学系と、前記反射
鏡とを観察者頭部に支持する支持手段を備えたことを特
徴とする接眼光学系を有する光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269770A JPH08136852A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 接眼光学系を有する光学装置 |
| US08/903,921 US5831712A (en) | 1994-11-02 | 1997-07-31 | Optical apparatus having ocular optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269770A JPH08136852A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 接眼光学系を有する光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136852A true JPH08136852A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17476915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6269770A Pending JPH08136852A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 接眼光学系を有する光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5831712A (ja) |
| JP (1) | JPH08136852A (ja) |
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| US9285589B2 (en) | 2010-02-28 | 2016-03-15 | Microsoft Technology Licensing, Llc | AR glasses with event and sensor triggered control of AR eyepiece applications |
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