JPH0965245A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏心プリズム体等からなる接眼光学系を用い
た画像表示装置において、画像表示素子からの光及び外
界からの光に基づくフレア光、ゴースト光による表示画
像の劣化を防止する。 【解決手段】 画像表示素子９と画像表示素子９に表示
された画像を中間実像を結像することなく観察者の眼球
７に導く接眼光学系１０と、画像表示素子９及び接眼光
学系１０を観察者の頭部又は顔面に保持する保持手段と
を有する画像表示装置において、接眼光学系１０と観察
者の眼球７との間に開口２２を有する遮光板２１を設け
て、画像表示素子９からの光及び外界からの光に基づく
フレア光、ゴースト光を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
し、特に、観察者の頭部又は顔面に保持することを可能
にする頭部又は顔面装着式画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーチャルリアリティー用、ある
いは、個人的に大画面の映像を楽しむことを目的とし
て、ヘルメット型、ゴーグル型の頭部又は顔面装着式画
像表示装置が開発されており、本出願人もすでに多くの
頭部又は顔面装着式画像表示装置用の接眼光学系を提案
している。それらの中で、画像表示素子の表示画像を途
中で中間像を結像することなく観測者の眼球に導くため
のサイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな表
示が可能な接眼光学系を３面以上の光学面からなるプリ
ズム体で構成し、その３面以上の面の少なくとも１面を
パワーを有する面とするものをいくつか提案している。
以下に、これらについて簡単に説明する。

【０００３】図２３に特願平６−２５６６７６号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、４つの光学面１〜４からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子９に対向して配置された透過面の第１面１を
経て接眼光学系１０に入射した画像表示素子９からの表
示光は、偏心配置の反射面の第４面４に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸８上に観察者の瞳７と対向
して偏心配置された反射面の第２面２に入射して反射さ
れ、その反射光は、第４面４への入射光と交差してか
ら、観察者視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に
配置された透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から
射出し、観察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中
間像が結像されることなく入射し、観察者の網膜上に結
像する。

【０００４】図２４に特願平６−２９０８９２号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、３つの光学面１〜３からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子９に対向して配置された透過面の第１面１を
経て接眼光学系１０に入射した画像表示素子９からの表
示光は、偏心配置の反射面の第２面２に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸８上に第２面２と観察者の
瞳７との間に配置された透過面の第３面３を経て接眼光
学系１０から射出し、観察者視軸８に沿って進み、観察
者の瞳７に中間像が結像されることなく入射し、観察者
の網膜上に結像する。

【０００５】図２５に特願平７−１２７８９６号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、４つの光学面１〜４からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子９に対向して配置された透過面の第１面１を
経て接眼光学系１０に入射した画像表示素子９からの表
示光は、偏心配置の反射面の第４面４に入射し、そこで
反射された光は、観察者視軸８上に観察者の瞳７と対向
して偏心配置された反射面の第２面２に入射して反射さ
れ、その反射光は、観察者視軸８上に第２面２と観察者
の瞳７との間に配置された透過面の第３面３を経て接眼
光学系１０から射出し、観察者視軸８に沿って進み、観
察者の瞳７に中間像が結像されることなく入射し、観察
者の網膜上に結像する。

【０００６】図２６に特願平７−１２００３４号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、３つの光学面１〜３からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、画
像表示素子９に対向して配置された透過面の第１面１を
経て接眼光学系１０に入射した画像表示素子９からの表
示光は、観察者視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との
間に配置された第３面３が兼ねる反射面の第４面４に入
射し、そこで反射された光は、観察者視軸８上に観察者
の瞳７と対向して偏心配置された反射面の第２面２に入
射して反射され、その反射光は、観察者視軸８上に第２
面２と観察者の瞳７との間に配置された透過面の第３面
３を経て接眼光学系１０から射出し、観察者視軸８に沿
って進み、観察者の瞳７に中間像が結像されることなく
入射し、観察者の網膜上に結像する。

【０００７】図２７〜図２９に特願平７−１５８８９７
号による接眼光学系１０の断面図を示す。この中、図２
７の接眼光学系１０は、４つの光学面１〜３、５からな
り、その間が屈折率が１より大きい媒質で満たされた偏
心プリズム体であり、画像表示素子９に対向して配置さ
れた透過面の第１面１を経て接眼光学系１０に入射した
画像表示素子９からの表示光は、反射面の第５面５に入
射して反射され、その反射光は、第１面１が兼ねる反射
面の第４面に入射し、そこで反射された光は、観察者視
軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置された反射面
の第２面２に入射して反射され、その反射光は、観察者
視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置された
透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出し、観
察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。

【０００８】図２８の接眼光学系１０は、４つの光学面
１〜４からなり、その間が屈折率が１より大きい媒質で
満たされた偏心プリズム体であり、画像表示素子９に対
向して配置された透過面の第１面１を経て接眼光学系１
０に入射した画像表示素子９からの表示光は、観察者視
軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置された反射面
の第２面２が兼ねる反射面の第５面５に入射して反射さ
れ、その反射光は、反射面の第４面に入射し、そこで反
射された光は、観察者視軸８上に観察者の瞳７と対向し
て偏心配置された反射面の第２面２に入射して反射さ
れ、その反射光は、観察者視軸８上に第２面２と観察者
の瞳７との間に配置された透過面の第３面３を経て接眼
光学系１０から射出し、観察者視軸８に沿って進み、観
察者の瞳７に中間像が結像されることなく入射し、観察
者の網膜上に結像する。

【０００９】図２９の接眼光学系１０は、４つの光学面
２〜５からなり、その間が屈折率が１より大きい媒質で
満たされた偏心プリズム体であり、観察者視軸８上に観
察者の瞳７と対向して偏心配置された反射面の第２面２
が兼ね、画像表示素子９に対向して配置された透過面の
第１面１を経て接眼光学系１０に入射した画像表示素子
９からの表示光は、反射面の第５面５に入射して反射さ
れ、その反射光は、第２面２が兼ねる反射面の第６面６
に入射して反射され、その反射光は、反射面の第４面に
入射し、そこで反射された光は、観察者視軸８上に観察
者の瞳７と対向して偏心配置された反射面の第２面２に
入射して反射され、その反射光は、観察者視軸８上に第
２面２と観察者の瞳７との間に配置された透過面の第３
面３を経て接眼光学系１０から射出し、観察者視軸８に
沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結像されることな
く入射し、観察者の網膜上に結像する。

【００１０】図３０に特願平７−１７８６５７号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、３つの光学面２〜４からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、観
察者視軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置された
反射面の第２面２が兼ね、画像表示素子９に対向して配
置された透過面の第１面１を経て接眼光学系１０に入射
した画像表示素子９からの表示光は、観察者視軸８上に
第２面２と観察者の瞳７との間に配置された第３面３が
兼ねる反射面の第５面５に入射し、そこで反射された光
は、反射面の第４面４に入射して反射され、その反射光
は、観察者視軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置
された反射面の第２面２に入射して反射され、その反射
光は、第５面５で反射された光と交差してから、観察者
視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置された
透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出し、観
察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。

【００１１】図３１に特願平７−２１１５９４号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、３つの光学面２〜４からなり、その間が屈折率が１
より大きい媒質で満たされた偏心プリズム体であり、観
察者視軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置された
反射面の第２面２が兼ね、画像表示素子９に対向して配
置された透過面の第１面１を経て接眼光学系１０に入射
した画像表示素子９からの表示光は、反射面の第４面４
に入射して反射され、そこで反射された光は、観察者視
軸８上に観察者の瞳７と対向して偏心配置された反射面
の第２面２に入射して反射され、その反射光は、観察者
視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置された
透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出し、観
察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結像
されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。

【００１２】以上は、３つ又は４つの光学面からなる偏
心プリズム体を接眼光学系１０として用いたものであっ
たが、２つの光学面からなる偏心配置の裏面鏡を用いた
頭部又は顔面装着式画像表示装置用の接眼光学系もいく
つか提案している。裏面鏡は、反射面の前の透過面が第
１面１と第３面を兼ねているとも言える。図３２に特願
平７−３４号による接眼光学系１０の断面図を示す。こ
の接眼光学系１０は、２つの光学面１〜２からなり、そ
の間が屈折率が１より大きい媒質で満たされた偏心配置
の裏面鏡であり、画像表示素子９に対向して配置された
透過面の第１面１を経て接眼光学系１０に入射した画像
表示素子９からの表示光は、観察者視軸８上に観察者の
瞳７と対向して偏心配置された反射面の第２面２に入射
して反射され、その反射光は、第１面１が兼ねていて、
観察者視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置
された透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出
し、観察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像
が結像されることなく入射し、観察者の網膜上に結像す
る。

【００１３】図３３に特願平７−４３８４７号による接
眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０は、
図３２と同様な偏心配置の裏面鏡１１の入射側に別の裏
面鏡あるいは表面鏡１２を配置し、画像表示素子９に対
向して配置された裏面鏡あるいは表面鏡１２で反射され
て偏心配置の裏面鏡１１に入射した画像表示素子９から
の表示光は、透過面の第１面１を経て、観察者視軸８上
に観察者の瞳７と対向して偏心配置された反射面の第２
面２に入射して反射され、その反射光は、第１面１が兼
ねていて、観察者視軸８上に第２面２と観察者の瞳７と
の間に配置された透過面の第３面３を経て接眼光学系１
０から射出し、観察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳
７に中間像が結像されることなく入射し、観察者の網膜
上に結像する。

【００１４】図３４に特願平６−３０８９８０号による
接眼光学系１０の断面図を示す。この接眼光学系１０
は、図３２と同様な偏心配置の裏面鏡１１の入射側に屈
折レンズ系１３を配置し、画像表示素子９に対向して配
置された屈折レンズ系１３を経て偏心配置の裏面鏡１１
に入射した画像表示素子９からの表示光は、透過面の第
１面１を経て、観察者視軸８上に観察者の瞳７と対向し
て偏心配置された反射面の第２面２に入射して反射さ
れ、その反射光は、第１面１が兼ねていて、観察者視軸
８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置された透過
面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出し、観察者
視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結像され
ることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。

【００１５】また、偏心配置の複数枚レンズを貼り合わ
せてその中の２面を半透過面とし、各半透過面を１回反
射した光で画像表示素子の表示画像を途中で中間像を結
像することなく観測者の眼球に導く接眼光学系１０も特
願平６−１２７４５３号で提案しており、これを図３５
に示す。この接眼光学系１０は、２つの光学面１〜２か
らなり、その間が屈折率が１より大きい媒質で満たされ
た複合偏心レンズ体であり、画像表示素子９に対向して
配置された透過面の第１面１を経て接眼光学系１０に入
射した画像表示素子９からの表示光は、半透過面の第２
面２を透過して、半透過面の第４面４に入射して反射さ
れ、そこで反射された光は、観察者視軸８上に観察者の
瞳７と対向して偏心配置された半透過面の第２面２に入
射して反射され、半透過面の第４面４を透過して、観察
者視軸８上に第２面２と観察者の瞳７との間に配置され
た透過面の第３面３を経て接眼光学系１０から射出し、
観察者視軸８に沿って進み、観察者の瞳７に中間像が結
像されることなく入射し、観察者の網膜上に結像する。

【００１６】なお、以上の第１面〜第６面は、平面、球
面、非球面、アナモフィック面、アナモフィック非球面
で構成され、少なくとも１つの面は正のパワーを有す
る。また、透過面と反射面を兼ねている面、例えば、図
２６の第３面と第４面を構成する面での反射は、全反射
によるか、透過領域と反射領域が分離している場合は裏
面鏡による。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上のように２
ないし４つの光学面で構成され、その間が屈折率が１よ
り大きい媒質で満たされた偏心プリズム体等からなる接
眼光学系１０を用いた画像表示装置においては、画像表
示素子９からの光が表示に関与せずに観察者眼球に直接
あるいは不正規な反射をして入射してフレア光又はゴー
スト光となり、また、外光が接眼光学系１０の何れかの
面で反射されて観察者眼球に入射してフレア光又はゴー
スト光となり、表示画像を劣化させる原因になる。以
下、図２６の光学系を例にあげてこれを簡単に説明す
る。

【００１８】図２２（ａ）は正規の表示光の光路を示す
図であり、図２６の接眼光学系１０の場合、ＬＣＤ（液
晶表示素子）等の画像表示素子９からの表示光は、第１
面１から接眼光学系１０内に入射し第３面３が兼ねる第
４面で全反射し、第２面２に入射して反射され、第３面
３を経て接眼光学系１０から射出して観察者の瞳７に入
射し、画像表示素子９に表示された画像が拡大表示され
る。これに対し、図２２（ｂ）は第１のタイプのゴース
ト光の光路を示す図であり、画像表示素子９から出た光
の一部は、接眼光学系１０の第１面１、第４面（第３面
３）を直通して直接瞳７に入射してゴースト光となり、
表示領域外にゴースト像等を形成してしまう。また、図
２２（ｃ）は第２のタイプのゴースト光の光路を示す図
であり、画像表示素子９から出た光の一部は、接眼光学
系１０の第１面１から第４面（第３面３）に到り、そこ
で反射されてもう一度第１面１へ戻り、そこで裏面反射
されて図示のように、第２面２、第３面３を経て瞳７に
入射して同様にゴースト光となり、表示領域外にゴース
ト像等を形成してしまう。図２２（ｄ）は第３のタイプ
のゴースト光の光路を示す図であり、この場合は、外界
の外光が接眼光学系１０を構成する何れかの面（図の場
合は、第２面２）で反射されて瞳７に入射して、フレア
光、ゴースト光となり、画像表示を劣化させてしまう。

【００１９】本発明は以上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、上記のような本出願人の
提案に係るような、２ないし４つの光学面で構成され、
その間が屈折率が１より大きい媒質で満たされた偏心プ
リズム体等からなる接眼光学系を用いた画像表示装置に
おいて、画像表示素子からの光及び外界からの光に基づ
くフレア光、ゴースト光による表示画像の劣化を防止し
て、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな
表示を可能にすることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示素子と前
記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像する
ことなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表
示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持す
る保持手段とを有する画像表示装置において、前記接眼
光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設けたことを
特徴とするものである。

【００２１】本発明のもう１つの画像表示装置は、画像
を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に表示され
た画像を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導
く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観
察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像
表示装置において、前記画像表示素子と前記接眼光学系
との間に画像表示素子からの射出する光束の開口数を制
限する開口数制限部材を配置したことを特徴とするもの
である。

【００２２】本発明のさらにもう１つの画像表示装置
は、画像を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に
表示された画像を中間実像を結像することなく観察者の
眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光
学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有
する画像表示装置において、前記画像表示素子が透過型
の液晶表示素子からなり、前記液晶表示素子の照明とし
て開口数を制限した照明光を用いることを特徴とするも
のである。

【００２３】本発明の別の画像表示装置は、画像を表示
する画像表示素子と前記画像表示素子に表示された画像
を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導く接眼
光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観察者の
頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像表示装
置において、前記画像表示素子が背後に照明手段を有す
る透過型の液晶表示素子からなり、前記照明手段の大き
さをＳｂとするとき、前記照明手段と前記画像表示素子
の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） を満たすことを特徴とするものである。

【００２４】本発明のさらに別の画像表示装置は、画像
を表示する画像表示素子と前記画像表示素子に表示され
た画像を中間実像を結像することなく観察者の眼球に導
く接眼光学系と、前記画像表示素子及び接眼光学系を観
察者の頭部又は顔面に保持する保持手段とを有する画像
表示装置において、前記画像表示素子が背後に照明手段
を有する透過型の液晶表示素子からなり、前記照明手段
と前記画像表示素子が観察者眼球側と反対方向が開くよ
うに相対的に傾いて配置されていることを特徴とするも
のである。

【００２５】本発明においては、接眼光学系と観察者の
眼球との間に遮光部材を設けるので、画像表示素子から
の光、外界からの光に基づく不要なゴースト光、フレア
光はこの遮光部材で遮光され、表示画像の劣化がなく、
サイズがコンパクトで広画角で画面全体にクリアな表示
が可能になる。また、画像表示素子と接眼光学系との間
に画像表示素子からの射出する光束の開口数を制限する
開口数制限部材を配置するか、画像表示素子が透過型の
液晶表示素子で構成し、液晶表示素子の照明として開口
数を制限した照明光を用いるか、あるいは、画像表示素
子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示素子から
なり、照明手段の大きさをＳｂとするとき、照明手段と
画像表示素子の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） を満たすか、又は、照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れているので、画像表示素子からの光に基づく不要なゴ
ースト光、フレア光は発生せず、同様に、表示画像の劣
化がなく、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にク
リアな表示が可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像表示装置のい
くつかの実施例について、図面を参照にして説明する。
図１は、実施例１の画像表示装置の光路を説明するため
の図２２に対応する図であり、図１（ａ）は正規の表示
光の光路を示す図、同（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞ
れ第１のタイプ、第２のタイプ、第３のタイプのゴース
ト光の光路を示す図であり、この実施例の場合、図２６
の接眼光学系１０を用いているが、図２３〜図２５、図
２７〜図３５の接眼光学系１０を用いる場合も同様であ
る。本実施例においては、接眼光学系１０と観察者の瞳
７の間に左右に横長の矩形開口２２を設けた光吸収性の
遮光板２１を配置して、フレア光、ゴースト光が瞳７に
入射するのを防止するものである。

【００２７】すなわち、図１（ａ）の正規の表示光の場
合は、ＬＣＤ等の画像表示素子９からの表示光は、第１
面１から接眼光学系１０内に入射し第３面３が兼ねる第
４面で全反射し、第２面２に入射して反射され、第３面
３を経て接眼光学系１０から射出し、遮光板２１では遮
られずにその開口２２を通過して観察者の瞳７に入射
し、画像表示素子９に表示された画像が拡大表示され
る。これに対し、図１（ｂ）の第１のタイプのゴースト
光は、画像表示素子９から出て、接眼光学系１０の第１
面１、第４面（第３面３）を直通するが、瞳７に入射す
る画角が表示画面の画角より大きいので、遮光板２１で
遮られて瞳７に入射することはないため、ゴースト光に
はならない。また、図１（ｃ）の第２のタイプのゴース
ト光は、画像表示素子９から出て、接眼光学系１０の第
１面１から第４面（第３面３）に到り、そこで反射され
てもう一度第１面１へ戻り、そこで裏面反射されて図示
のように、第２面２、第３面３を経て接眼光学系１０か
ら射出するが、この場合も、瞳７に入射する画角が表示
画面の画角より大きいので、遮光板２１で遮られて瞳７
に入射することはないため、ゴースト光にはならない。
さらに、図１（ｄ）の第３のタイプのゴースト光は外界
からの外光であるが、光吸収性の遮光板２１により遮ら
れて接眼光学系１０に入射することができないため、接
眼光学系１０の何れも面からも反射されることがなく、
フレア光、ゴースト光とならない。

【００２８】このように、接眼光学系１０と観察者の瞳
７の間に開口２２を有する遮光板２１を配置することに
より、画像表示素子９からの表示光は何ら遮断せずに、
フレア光、ゴースト光を遮ることができ、画像表示素子
９からの光及び外界からの光に基づくフレア光、ゴース
ト光による表示画像の劣化を効果的に防止することがで
きる。

【００２９】ここで、フレア光、ゴースト光を効果的に
遮光できる遮光板２１の開口２２の大きさについて検討
する。図２に示すように、画像表示素子９の中心と視軸
８を含む断面内での遮光板２１の開口２２端から視軸８
までの距離をＲ、接眼光学系１０の射出瞳の径をφ、ア
イリリーフをＬ、画像表示素子９の中心と視軸８を含む
断面での半画角をθとすると、 Ｌｔａｎθ＋φ／２≦Ｒ≦２（Ｌｔａｎθ＋φ／２） ・・・（１） を満足することが、正規の表示光をけらずに、図２２に
示した３つのタイプのフレア光、ゴースト光を効果的に
遮光するために望ましい。さらに望ましくは、 Ｌｔａｎθ＋φ／２≦Ｒ≦１．２（Ｌｔａｎθ＋φ／２） ・・・（1'） を満足することが好ましい。

【００３０】図３〜図１４にそれぞれ図２３〜図２５、
図２７〜図３５の接眼光学系１０と観察者の瞳７の間
に、同様の遮光板２１を配置した様子を示す。各図の説
明は省略するが、上記の説明から遮光板２１の作用は明
らかであろう。

【００３１】なお、遮光板２１は、接眼光学系１０の瞳
７側の面上にコーティング等の手段で密着して設けるよ
うにしてもよい。図１５に図１に対応する図を示すが、
この図においては、開口２２を有する遮光板２１を接眼
光学系１０の瞳７側の面（図の場合は第３面３）に沿う
形状としてその面に密着してある。図１５（ａ）〜
（ｄ）の作用は図１（ａ）〜（ｄ）の場合と同様である
ので、説明は省く。図２３〜図２５、図２７〜図３５の
接眼光学系１０の場合も同様である。ただし、遮光板２
１を接眼光学系１０の面に密着する場合、その面での全
反射を用いていると、この密着によりその面の全反射条
件が崩れてしまうので、その面上に反射コートを施して
そのコート上に遮光板２１を密着させるようにする必要
がある。

【００３２】ところで、特に図２２（ｂ）のようなゴー
スト光が生じるのは、画像表示素子９から出る表示光の
角度の広がり（ＮＡ：開口数）が大きすぎることによ
る。ここで、接眼光学系１０の焦点距離を例えば３０ｍ
ｍとし、観察者眼球の瞳７の直径、つまり、接眼光学系
１０の射出瞳径を４ｍｍと仮定し、接眼光学系１０の画
像表示素子９側が略テレセントリックに構成されている
と、観察者瞳７に入射する必要な光線の広がり角は、一
般的なＮＡの式から３．８°となる。つまり、画像表示
素子９から射出する光線の中、画像表示素子９の法線に
対して、３．８°以上の光線は観察像に何の影響も与え
ることがなく、さらには、不要な光線となり、フレアや
ゴーストの原因となる。したがって、画像表示素子９か
ら出る表示光のＮＡを制限することによっても、フレア
光、ゴースト光を低減することができる。そのために
は、図１６に示すように、画像表示素子９と接眼光学系
１０の間にルーバー等のＮＡ制限部材２３を配置する。
ＮＡ制限部材２３としては、まずルーバーがあげられ
る。ルーバー２５は、図１８に断面を示すように、透光
孔２６と吸収遮光壁２７が１次元あるいは２次元的に交
互に周期的に配置された構成であり、特定方向の狭い角
度β内の光のみを選択的に通過させるもので、画像表示
素子９と接眼光学系１０の間に配置すると、画像表示素
子９から出た広い角度αの表示光は狭い角度β内に制限
され、大きな射出角で出たゴースト光の原因となる光は
遮断される。ＮＡ制限部材２３のもう１つの例として
は、光ファイバープレートがあげられる。この作用もル
ーバー２５と同様である。さらに、ＮＡ制限部材２３に
は視野選択ガラスがある。その１つは商品名「アングル
２１」（日本板硝子（株）製）と呼ばれるもので、入射
角が小さい光はそのまま通過するが、入射角が大きな光
は散乱して透過できなくするものである。

【００３３】なお、ＮＡ制限部材２３は、画像表示素子
９の法線と観察者瞳７側の最大開き角光線との角度θ
が、 θ＜４５° ・・・（２） の式を満たすように制限することが望ましく、より好ま
しくは、 θ＜２０° ・・・（2'） の式を満たすように制限することが望ましい。

【００３４】画像表示素子９から出る表示光のＮＡを制
限する別の手段としては、図１７に示すように、画像表
示素子９としてＬＣＤ９’を用いる場合に、その照明光
源２４とＬＣＤ９’の間に上記のようなＮＡ制限部材２
３を配置する。この場合も、画像表示素子９から出る表
示光は狭い角度内に制限され、ゴースト光の原因となる
大きな射出角で出る光はなくなる。

【００３５】なお、図１６、図１７の場合、ＮＡ制限部
材２３によって制限される透過光束の角度範囲は、画像
表示素子９、９’の法線に対して必ずしも対称である必
要はなく、むしろ観察者と反対側の光束のＮＡをより制
限した方がよい場合（図２０）等がある。その場合は、
透過光束の主光線は画像表示素子９、９’の法線からず
れることになる。

【００３６】次に、図２３〜図３５の何れかの接眼光学
系１０において、画像表示素子９としてＬＣＤ９’を用
いる場合に、その照明光源２４とＬＣＤ９’との相対位
置を選択することによって接眼光学系１０に入射する表
示光のＮＡを制限し、フレア光、ゴースト光を防止する
ことができる。この別の手段について説明する。図１９
に示すように、画像表示素子９の表示面と照明光源２４
との距離をｄ、照明光源２４の発光面端点から表示面を
見込む角度をθと定義し、ｄ₀ ＜ｄ₁ ＜ｄ₂ となるよう
に、照明光源２４を画像表示素子９から離して行くと
（図（ａ）→（ｂ）→（ｃ））、画像表示範囲端におい
ての照明光源２４からの光線の入射角θは、θ₀ ＞θ₁
＞θ₂ となる。つまり、画像表示素子９の表示面と照明
光源２４との距離をｄが大きくなる程（ｄ₀ →ｄ₁ →ｄ
₂ ）、画像表示範囲端においての照明光源２４からの光
線の入射角θが小さくなる（θ₀ →θ₁ →θ₂ ）。

【００３７】したがって、画像表示素子９の表示面と照
明光源２４との距離ｄを、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） とすることが望ましい。画像表示素子９の表示面と照明
光源２４との距離を１ｍｍ以上あけることより、図１９
に示すように、画像表示範囲端においての照明光源２４
からの光線の入射角、したがって、接眼光学系１０への
入射角が小さくなり、これよりフレア、ゴーストの原因
となる不要光を低減することができる。

【００３８】さらに、以下に示す条件を組み合わせても
上記の目的を達成できることは自明である。すなわち、
照明光源２４の大きさをＳｂとするとき、 Ｓｂ＞ｄ＞２ｍｍ ・・・（3'） を満たすことが好ましい。画像表示素子９の表示面と照
明光源２４との距離ｄを２ｍｍ以上あけると、画像表示
範囲端においての照明光源２４からの光線の入射角θは
さらに小さくなり、不要光をさらに低減することができ
る。

【００３９】また、 Ｓｂ＞ｄ＞３ｍｍ ・・・（3"） を満たすことがさらに好ましい。画像表示範囲端におい
て、式（３”）を満たすと照明光源２４からの光線の入
射角θがさら小さくなり、より効果的に不要光の低減が
できる。ただし、照明光源２４からの光量が減るため、
最適な値を試行錯誤により定めるとよい。

【００４０】図２２（ｂ）のようなゴースト光は、観察
者瞳７の位置からより離れた画像表示素子９の表示面位
置からのＮＡの大きな光線が原因となっている。ところ
で、図２０に示すように、照明光源２４と画像表示素子
９との一端での距離をｄ_s とするとき、図（ａ）→
（ｂ）のようにｄ_s1＜ｄ_s2となるように照明光源２４を
傾けたとき、画像表示範囲端においての照明光源２４ら
かの光線の入射角はθ_s1＞θ_s2となる。つまり、照明光
源２４と画像表示素子９との距離が大きくなる程（ｄ_s1
→ｄ_s2）、画像表示範囲端においての照明光源２４らか
の光線の入射角θは小さくなる（θ_s1→θ_s2）。したが
って、照明光源２４と画像表示素子９を観察者瞳７とは
反対方向に開くように相対的に傾け、傾け角が以下の式
を満足するようにすることが望ましい。ここで、ｄ_s は
開いた端での照明光源２４と画像表示素子９の表示面と
の距離である。

【００４１】 Ｓｂ＞ｄ_s ＞１ｍｍ ・・・（４） 照明光源２４と画像表示素子９を観察者眼球側と反対方
向が開くように相対的に傾け角が式（４）を満たすよう
設置することにより、図２０（ｂ）に示すように、画像
表示範囲端での射出光線傾角が小さくなる。こうして、
図２２（ｂ）に示すような不要光を低減することができ
る。

【００４２】また、 Ｓｂ＞ｄ_s ＞２ｍｍ ・・・（4'） を満たすことがさらに好ましい。開いた端での照明光源
２４と画像表示素子９の表示面との距離２ｍｍ以上とな
るように傾けて設置することより、画像表示範囲端での
射出光線傾角θ_s がより小さくなり、さらなる不要光を
低減することができる。

【００４３】さらに、 Ｓｂ＞ｄ_s ＞３ｍｍ ・・・（4"） を満たすことがさらに好ましい。開いた端での照明光源
２４と画像表示素子９の表示面との距離３ｍｍ以上とな
るように傾けて設置することより、画像表示範囲端での
射出光線傾角θ_s がなお小さくなり、非常に効果的に不
要光を低減することができる。

【００４４】さて、本発明の以上のようなフレア光、ゴ
ースト光による表示画像の劣化を防止した２ないし４つ
の光学面で構成され、その間が屈折率が１より大きい媒
質で満たされた偏心プリズム体等からなる接眼光学系を
２組使用することによって、片目を閉じて観察像を観察
する必要がなくなる。両眼で観察できると、観察者にと
って疲れない観察が可能となる。また、両眼に視差のあ
る画像を提示することによって、立体像としての観察も
可能となる。また、本発明の接眼光学系を２組使用し、
観察者頭部に支持する支持機構を付けることによって、
楽な姿勢で観察像を観察することが可能となる。

【００４５】上記のように、本発明による接眼光学系を
用い、この光学系と画像表示素子からなる組を左右一対
用意し、それらを眼輻距離だけ離して支持することによ
り、両眼で観察できる据え付け型又は頭部装着式画像表
示装置のようなポータブル型の画像表示装置として構成
することができる。このようなポータブル型の画像表示
装置の１例の全体の構成を図２１に示す。表示装置本体
５０には、上記のような接眼光学系が左右１対備えら
れ、それらに対応して像面に液晶表示素子からなる画像
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。

【００４６】また、リアフレーム５４にはスピーカ５６
が付設されており、画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、映像処理・音
声処理回路等の電子部品を内蔵させてある。

【００４７】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。

【００４８】以上、本発明の画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。

【００４９】以上の本発明の画像表示装置は、例えば次
のように構成することができる。

【００５０】〔１〕 画像を表示する画像表示素子と前
記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像する
ことなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表
示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持す
る保持手段とを有する画像表示装置において、前記接眼
光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設けたことを
特徴とする画像表示装置。

【００５１】〔２〕 前記接眼光学系が、２から４つの
光学面で囲まれた領域が屈折率が１を越える透明媒質に
満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第１
面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された第
２面と、観察者視軸上に第２面と観察者瞳との間に配置
された第３面とを有することを特徴とする〔１〕記載の
画像表示装置。

【００５２】〔３〕 前記第２面が反射面であることを
特徴とする〔２〕記載の画像表示装置。

【００５３】〔４〕 前記画像表示素子から射出した光
線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、前
記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴と
する〔２〕又は〔３〕記載の画像表示装置。

【００５４】〔５〕 前記画像表示素子から射出した光
線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、第
４面、前記第２面の順番でそれぞれ反射し、その後、前
記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴と
する〔２〕又は〔３〕記載の画像表示装置。

【００５５】〔６〕 前記第４面が前記第３面と同一の
面であることを特徴とする〔５〕記載の画像表示装置。

【００５６】〔７〕 前記第４面での反射が全反射であ
ることを特徴とする〔６〕記載の画像表示装置。

【００５７】〔８〕 前記第４面が前記第１面と同一の
面であることを特徴とする〔５〕記載の画像表示装置。

【００５８】

〔９〕 前記第２面が前記第１面と同一の
面であることを特徴とする〔５〕記載の画像表示装置。

【００５９】〔１０〕 前記第３面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔４〕記載の画像表示装
置。

【００６０】〔１１〕 前記遮光部材に開口が設けられ
ていることを特徴とする〔１〕から〔１０〕の何れか１
項記載の画像表示装置。

【００６１】〔１２〕 前記画像表示素子の中心と視軸
を含む断面内での前記遮光部材の開口端から観察者の視
軸までの距離をＲ、前記接眼光学系の射出瞳の径をφ、
前記接眼光学系のアイリリーフをＬ、前記画像表示素子
の中心と視軸を含む断面での半画角をθとして、 Ｌｔａｎθ＋φ／２≦Ｒ≦２（Ｌｔａｎθ＋φ／２） ・・・（１） を満足することを特徴とする〔１１〕記載の画像表示装
置。

【００６２】〔１３〕 前記画像表示素子の中心と視軸
を含む断面内での前記遮光部材の開口端から観察者の視
軸までの距離をＲ、前記接眼光学系の射出瞳の径をφ、
前記接眼光学系のアイリリーフをＬ、前記画像表示素子
の中心と視軸を含む断面での半画角をθとして、 Ｌｔａｎθ＋φ／２≦Ｒ≦１．２（Ｌｔａｎθ＋φ／２） ・・・（1'） を満足することを特徴とする〔１１〕記載の画像表示装
置。

【００６３】〔１４〕 前記遮光部材が前記接眼光学系
に密着していることを特徴とする〔１〕から〔１３〕の
何れか１項記載の画像表示装置。

【００６４】〔１５〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子と前記接眼光学系との間に画像表示素子から
の射出する光束の開口数を制限する開口数制限部材を配
置したことを特徴とする画像表示装置。

【００６５】〔１６〕 前記接眼光学系が、２から４つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が１を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
１面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第２面と、観察者視軸上に第２面と観察者瞳との間に配
置された第３面とを有することを特徴とする〔１５〕記
載の画像表示装置。

【００６６】〔１７〕 前記第２面が反射面であること
を特徴とする〔１６〕記載の画像表示装置。

【００６７】〔１８〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔１６〕又は〔１７〕記載の画像表示装置。

【００６８】〔１９〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第４面、前記第２面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔１６〕又は〔１７〕記載の画像表示装置。

【００６９】〔２０〕 前記第４面が前記第３面と同一
の面であることを特徴とする〔１９〕記載の画像表示装
置。

【００７０】〔２１〕 前記第４面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔２０〕記載の画像表示装置。

【００７１】〔２２〕 前記第４面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔１９〕記載の画像表示装
置。

【００７２】〔２３〕 前記第２面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔１９〕記載の画像表示装
置。

【００７３】〔２４〕 前記第３面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔１８〕記載の画像表示装
置。

【００７４】〔２５〕 前記開口数制限部材が前記画像
表示素子の法線と観察者瞳側のマージナル光線との角度
θが４５°以下であるように前記画像表示素子からの射
出開口数を制限することを特徴とする〔１５〕から〔２
４〕の何れか１項記載の画像表示装置。

【００７５】〔２６〕 前記開口数制限部材が前記画像
表示素子の法線と観察者瞳側のマージナル光線との角度
θが２０°以下であるように前記画像表示素子からの射
出開口数を制限することを特徴とする〔１５〕から〔２
４〕の何れか１項記載の画像表示装置。

【００７６】〔２７〕 前記開口数制限部材がルーバー
からなることを特徴とする〔１５〕から〔２６〕の何れ
か１項記載の画像表示装置。

【００７７】〔２８〕 前記開口数制限部材が光ファイ
バープレートからなることを特徴とする〔１５〕から
〔２６〕の何れか１項記載の画像表示装置。

【００７８】〔２９〕 前記開口数制限部材が視野選択
ガラスからなることを特徴とする〔１５〕から〔２６〕
の何れか１項記載の画像表示装置。

【００７９】〔３０〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が透過型の液晶表示素子からなり、前記液晶
表示素子の照明として開口数を制限した照明光を用いる
ことを特徴とする画像表示装置。

【００８０】〔３１〕 前記接眼光学系が、２から４つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が１を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
１面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第２面と、観察者視軸上に第２面と観察者瞳との間に配
置された第３面とを有することを特徴とする〔３０〕記
載の画像表示装置。

【００８１】〔３２〕 前記第２面が反射面であること
を特徴とする〔３１〕記載の画像表示装置。

【００８２】〔３３〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔３１〕又は〔３２〕記載の画像表示装置。

【００８３】〔３４〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第４面、前記第２面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔３１〕又は〔３２〕記載の画像表示装置。

【００８４】〔３５〕 前記第４面が前記第３面と同一
の面であることを特徴とする〔３４〕記載の画像表示装
置。

【００８５】〔３６〕 前記第４面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔３５〕記載の画像表示装置。

【００８６】〔３７〕 前記第４面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔３４〕記載の画像表示装
置。

【００８７】〔３８〕 前記第２面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔３４〕記載の画像表示装
置。

【００８８】〔３９〕 前記第３面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔３３〕記載の画像表示装
置。

【００８９】〔４０〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示
素子からなり、前記照明手段の大きさをＳｂとすると
き、前記照明手段と前記画像表示素子の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） を満たすことを特徴とする画像表示装置。

【００９０】〔４１〕 前記照明手段と前記画像表示素
子の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞２ｍｍ ・・・（3'） を満たすことを特徴とする〔４０〕記載の画像表示装
置。

【００９１】〔４２〕 前記照明手段と前記画像表示素
子の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞３ｍｍ ・・・（3"） を満たすことを特徴とする〔４１〕記載の画像表示装
置。

【００９２】〔４３〕 画像を表示する画像表示素子と
前記画像表示素子に表示された画像を中間実像を結像す
ることなく観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像
表示素子及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持
する保持手段とを有する画像表示装置において、前記画
像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液晶表示
素子からなり、前記照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れていることを特徴とする画像表示装置。

【００９３】〔４４〕 前記照明手段の大きさをＳｂと
するとき、開いた端での前記照明手段と前記画像表示素
子との距離ｄ_s が、 Ｓｂ＞ｄ_s ＞１ｍｍ ・・・（４） を満たすことを特徴とする〔４３〕記載の画像表示装
置。

【００９４】〔４５〕 開いた端での前記照明手段と前
記画像表示素子との距離ｄ_s が、 Ｓｂ＞ｄ_s ＞２ｍｍ ・・・（4'） を満たすことを特徴とする〔４３〕記載の画像表示装
置。

【００９５】〔４６〕 開いた端での前記照明手段と前
記画像表示素子との距離ｄ_s が、 Ｓｂ＞ｄ_s ＞３ｍｍ ・・・（4"） を満たすことを特徴とする〔４３〕記載の画像表示装
置。

【００９６】〔４７〕 前記接眼光学系が、２から４つ
の光学面で囲まれた領域が屈折率が１を越える透明媒質
に満たされ、前記画像表示素子に対向して配置された第
１面と、観察者視軸上に観察者瞳と対向して配置された
第２面と、観察者視軸上に第２面と観察者瞳との間に配
置された第３面とを有することを特徴とする〔４０〕か
ら４６〕の何れか１項記載の画像表示装置。

【００９７】〔４８〕 前記第２面が反射面であること
を特徴とする〔４７〕記載の画像表示装置。

【００９８】〔４９〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔４７〕又は〔４８〕記載の画像表示装置。

【００９９】〔５０〕 前記画像表示素子から射出した
光線が前記第１面を透過して前記接眼光学系に入射し、
第４面、前記第２面の順番でそれぞれ反射し、その後、
前記第３面を透過して観察者眼球に導かれることを特徴
とする〔４７〕又は〔４８〕記載の画像表示装置。

【０１００】〔５１〕 前記第４面が前記第３面と同一
の面であることを特徴とする〔５０〕記載の画像表示装
置。

【０１０１】〔５２〕 前記第４面での反射が全反射で
あることを特徴とする〔５１〕記載の画像表示装置。

【０１０２】〔５３〕 前記第４面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔５０〕記載の画像表示装
置。

【０１０３】〔５４〕 前記第２面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔５０〕記載の画像表示装
置。

【０１０４】〔５５〕 前記第３面が前記第１面と同一
の面であることを特徴とする〔４９〕記載の画像表示装
置。

【０１０５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、接眼光学系と観察者の眼球との間に遮光部材
を設けるので、画像表示素子からの光、外界からの光に
基づく不要なゴースト光、フレア光はこの遮光部材で遮
光され、表示画像の劣化がなく、サイズがコンパクトで
広画角で画面全体にクリアな表示が可能になる。また、
画像表示素子と接眼光学系との間に画像表示素子からの
射出する光束の開口数を制限する開口数制限部材を配置
するか、画像表示素子が透過型の液晶表示素子で構成
し、液晶表示素子の照明として開口数を制限した照明光
を用いるか、あるいは、画像表示素子が背後に照明手段
を有する透過型の液晶表示素子からなり、照明手段の大
きさをＳｂとするとき、照明手段と画像表示素子の距離
ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） を満たすか、又は、照明手段と前記画像表示素子が観察
者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて配置さ
れているので、画像表示素子からの光に基づく不要なゴ
ースト光、フレア光は発生せず、同様に、表示画像の劣
化がなく、サイズがコンパクトで広画角で画面全体にク
リアな表示が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の画像表示装置の光路を説明
するための図である。

【図２】遮光板の開口の大きさを検討するための図であ
る。

【図３】本出願人の提案に係る１つの画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図４】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図５】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図６】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図７】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図８】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図９】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮光
板を配置した様子を示す図である。

【図１０】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図１１】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図１２】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図１３】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図１４】本出願人の別の提案に係る画像表示装置に遮
光板を配置した様子を示す図である。

【図１５】実施例１の変形の画像表示装置の光路を説明
するための図である。

【図１６】別の実施例の画像表示装置の光路を説明する
ための図である。

【図１７】さらに別の実施例の画像表示装置の光路を説
明するための図である。

【図１８】ルーバーの構造と作用を説明するための図で
ある。

【図１９】もう１つの実施例の画像表示装置の作用を説
明するための図である。

【図２０】さらにもう１つの実施例の画像表示装置の作
用を説明するための図である。

【図２１】本発明による接眼光学系を組み込んだポータ
ブル型の画像表示装置の１例の全体の構成を示す図であ
る。

【図２２】１つの画像表示装置の表示光とフレア光の光
路を説明するための図である。

【図２３】本出願人の提案に係る１つの画像表示装置の
光路を説明するための図である。

【図２４】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図２５】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図２６】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図２７】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図２８】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図２９】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３０】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３１】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３２】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３３】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３４】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【図３５】本出願人の別の提案に係る画像表示装置の光
路を説明するための図である。

【符号の説明】

１…第１面 ２…第２面 ３…第３面 ４…第４面 ５…第５面 ６…第６面 ７…観察者の瞳 ８…観察者視軸 ９…画像表示素子 ９’…ＬＣＤ １０…接眼光学系 １１…裏面鏡 １２…裏面鏡又は表面鏡 １３…屈折レンズ系 ２１…遮光板 ２２…開口 ２３…ＮＡ制限部材 ２４…照明光源 ２５…ルーバー ２６…透光孔 ２７…吸収遮光壁 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…スイッチ、ボリューム等の調節部

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図２】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１６】

【図１７】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２３】

【図２４】

【図２１】

【図２２】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図３０】

【図２９】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
   表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
   く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
   及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
   手段とを有する画像表示装置において、 前記接眼光学系と観察者の眼球との間に遮光部材を設け
   たことを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
   表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
   く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
   及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
   手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子と前記接眼光学系との間に画像表示素
   子からの射出する光束の開口数を制限する開口数制限部
   材を配置したことを特徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
   表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
   く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
   及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
   手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が透過型の液晶表示素子からなり、前
   記液晶表示素子の照明として開口数を制限した照明光を
   用いることを特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
   表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
   く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
   及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
   手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液
   晶表示素子からなり、前記照明手段の大きさをＳｂとす
   るとき、前記照明手段と前記画像表示素子の距離ｄが、 Ｓｂ＞ｄ＞１ｍｍ ・・・（３） を満たすことを特徴とする画像表示装置。
5. 【請求項５】 画像を表示する画像表示素子と前記画像
   表示素子に表示された画像を中間実像を結像することな
   く観察者の眼球に導く接眼光学系と、前記画像表示素子
   及び接眼光学系を観察者の頭部又は顔面に保持する保持
   手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示素子が背後に照明手段を有する透過型の液
   晶表示素子からなり、前記照明手段と前記画像表示素子
   が観察者眼球側と反対方向が開くように相対的に傾いて
   配置されていることを特徴とする画像表示装置。