[发明专利]影像显示装置

说明书

关联申请的相互参照

本申请主张2012年4月5日在日本特许申请的日本特愿2012-086254的优先权，在这里引用该在先申请的公开全体以用于参照。

技术领域

本发明涉及高效利用照明光的影像显示装置。

背景技术

公知有佩戴在头部上对通过目镜光学系统放大了小型显示元件的影像而得到的虚像进行观察的影像显示装置。由于佩戴在头部上，所以期望影像显示装置小型化。

在这种影像显示装置中，通过使用显示元件对从光源照射的照明光进行调制而形成影像。因此，在影像显示装置中设有光源、显示元件、将光源的照明光传递到显示元件的照明光学系统、以及将显示元件中形成的影像传递到观察者的眼球的目镜光学系统。优化影像显示装置所要求的各种特性，并确定它们的部位的形状、配置和组合，从而确定影像显示装置的大小。

在影像显示装置中，要求高效利用从光源发出的照明光。因此，提出如下方案：通过组合反射镜来构成照明光学系统，通过以使光源和光瞳共轭的方式配置照明反射镜(参照专利文献1)，实现影像显示装置的小型化，并且高效利用照明光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-72151号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，关于专利文献1中的光源与光瞳的共轭，根据目镜光学系统的结构，有时无法实现照明光的高效化。特别是在目镜光学系统小型化的情况下，在专利文献1的结构中，很难实现照明光的高效化。

因此，在鉴于上述问题而完成的本发明中，其目的在于，提供小型且能够高效进行照明的影像显示装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述这些课题，本发明的第1影像显示装置的特征在于，该影像显示装置具有：光源，其射出照明光；显示元件，其对照明光进行调制并作为影像光进行射出；偏心照明光学系统，其朝向所述显示元件射出从光源射出的照明光，该偏心照明光学系统具有正屈光力(正のパワー)，且具有相对于光轴非旋转对称的光学面；以及目镜光学系统，其传递从显示元件射出的影像光，具有射出所传递的影像光的目镜面，偏心照明光学系统在包含显示元件射出的影像光的中心光线的任意的第1平面中，在目镜面或目镜面附近形成光源的像。

为了解决上述这些课题，本发明的第2影像显示装置的特征在于，该影像显示装置具有：光源，其射出照明光；显示元件，其对照明光进行调制并作为影像光进行射出；偏心照明光学系统，其朝向显示元件射出从光源射出的照明光，该偏心照明光学系统具有正屈光力；以及目镜光学系统，其传递从显示元件射出的影像光，具有射出所传递的影像光的目镜面，偏心照明光学系统在包含显示元件射出的影像光的中心光线的任意的第1平面中，在从目镜面射出的外部形成光源的像，在包含中心光线且与第1平面不同的第2平面中，在比目镜面更靠所述显示元件侧形成光源的像。

为了解决上述这些课题，本发明的第3影像显示装置的特征在于，该影像显示装置具有：光源，其射出照明光；显示元件，其对照明光进行调制并作为影像光进行射出；偏心照明光学系统，其朝向所述显示元件射出从光源射出的所述照明光，该偏心照明光学系统具有正屈光力，且具有相对于光轴非旋转对称的光学面；以及目镜光学系统，其传递从显示元件射出的所述影像光，具有射出所传递的影像光的目镜面，将光源作为物点时的偏心照明光学系统的弧矢面中的成像位置即弧矢成像位置比子午面中的成像位置即子午成像位置更靠所述显示元件侧。

发明效果

根据如上所述构成的本发明的影像显示装置，通过偏心照明光学系统调整光源的像的成像位置，由此，在小型的目镜光学系统中，也能够减少照明光的损失。因此，能够提供实现高效利用照明光并使目镜光学系统小型化的影像显示装置。

附图说明

图1是将安装了本发明的第1实施方式的影像显示装置的眼镜佩戴在头部上的观察者的外观立体图。

图2是第1实施方式的影像显示装置的剖视图。

图3是掩模的正面图。

图4是照明棱镜的放大图。

图5是从第2面侧观察的目镜棱镜的外观图。

图6是用于说明第1实施方式的影像显示装置中、第1平面中的光源像的成像位置的光路图。

图7是用于说明第1实施方式的影像显示装置中、第2平面中的光源像的成像位置的光路图。

图8是用于说明第2实施方式的影像显示装置中、第2平面中的光源像的成像位置的光路图。