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JP2008046562A - Head-mounted display - Google Patents

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JP2008046562A
JP2008046562A JP2006224622A JP2006224622A JP2008046562A JP 2008046562 A JP2008046562 A JP 2008046562A JP 2006224622 A JP2006224622 A JP 2006224622A JP 2006224622 A JP2006224622 A JP 2006224622A JP 2008046562 A JP2008046562 A JP 2008046562A
Authority
JP
Japan
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head
mounted display
dimming
region
lens
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.)
Withdrawn
Application number
JP2006224622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Konno
邦男 今野
Shigeru Kato
茂 加藤
Ayako Nakamura
綾子 中村
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2006224622A priority Critical patent/JP2008046562A/en
Publication of JP2008046562A publication Critical patent/JP2008046562A/en
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Abstract

【課題】 画像の視認性の良い小型の頭部装着型ディスプレイを実現すること。
【解決手段】 画像表示素子を備える画像表示部と、ユーザの眼前に配置されるレンズと、レンズと一体化して形成され、画像表示部からの光束をユーザの瞳に導く透明基板と、透明基板内に形成され、外界光と画像表示部からの光束とを重畳するコンバイナ素子と、ユーザの瞳中心と、それと対向して置かれるコンバイナ素子の中心とを結ぶ軸と略垂直に配置され、少なくともコンバイナ素子の輪郭に対応する第1の領域を持ち、コンバイナ素子より外界側に設けられ、外界光を減光する減光部とを備える。なお、減光部は、第1の領域における光の透過率が、レンズのうち、第1の領域を除く第2の領域における光の透過率以下であっても良い。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a small head-mounted display with good image visibility.
An image display unit including an image display element, a lens disposed in front of a user's eyes, a transparent substrate formed integrally with the lens and guiding a light beam from the image display unit to a user's pupil, and a transparent substrate And is arranged substantially perpendicular to the axis connecting the combiner element that overlaps the ambient light and the light beam from the image display unit, the center of the user's pupil, and the center of the combiner element that is placed opposite to the combiner element. A first area corresponding to the outline of the combiner element, provided on the outside of the combiner element, and a dimming unit for dimming the ambient light. The light reduction unit may have a light transmittance in the first region equal to or lower than a light transmittance in the second region of the lens excluding the first region.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、画像表示部を備えユーザの頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイに関する。   The present invention relates to a head-mounted display that includes an image display unit and can be mounted on a user's head.

近年、表示素子の小型化などにより、ユーザの頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイなどの表示装置が考えられている。このような表示装置のうち、外界光と画像表示部からの光束とを重畳して表示する頭部装着型ディスプレイでは、画像の視認性を向上させる方法が提案されている。例えば、特許文献1の発明では、表示ユニットを保護するカバーを外界光を低減する素材で形成し、このカバーを表示ユニットに対して着脱可能にしている。
特開2001−166703号公報
In recent years, display devices such as a head-mounted display that can be mounted on a user's head have been considered due to the miniaturization of display elements. Among such display devices, a method for improving image visibility has been proposed for a head-mounted display that superimposes external light and a light beam from an image display unit. For example, in the invention of Patent Document 1, a cover that protects the display unit is formed of a material that reduces external light, and the cover is detachable from the display unit.
JP 2001-166703 A

しかし、特許文献1の発明では、表示ユニットに着脱可能なカバーにより、頭部装着型ディスプレイ自体が大型化、重量化するという問題がある。また、適当なタイミングでカバーを着脱するのが面倒であるという問題もある。
本発明は、画像の視認性の良い小型の頭部装着型ディスプレイを実現することを目的とする。
However, in the invention of Patent Document 1, there is a problem that the head-mounted display itself is increased in size and weight due to the cover detachable from the display unit. There is also a problem that it is troublesome to attach and detach the cover at an appropriate timing.
An object of the present invention is to realize a small head-mounted display with good image visibility.

本発明の頭部装着型ディスプレイは、画像表示素子を備える画像表示部と、ユーザの眼前に配置されるレンズと、前記レンズと一体化して形成され、前記画像表示部からの光束を前記ユーザの瞳に導く透明基板と、前記透明基板内に形成され、外界光と前記画像表示部からの光束とを重畳するコンバイナ素子と、前記ユーザの瞳中心と、それと対向して置かれる前記コンバイナ素子の中心とを結ぶ軸と略垂直に配置され、少なくとも前記コンバイナ素子の輪郭に対応する第1の領域を持ち、前記コンバイナ素子より外界側に設けられ、前記外界光を減光する減光部とを備える。   The head-mounted display according to the present invention is formed integrally with an image display unit including an image display element, a lens arranged in front of the user's eyes, and the lens, and emits a light beam from the image display unit. A transparent substrate that leads to the pupil; a combiner element that is formed in the transparent substrate and superimposes external light and the light beam from the image display unit; and a center of the user's pupil and the combiner element that is placed opposite to the center A dimming portion that is disposed substantially perpendicular to an axis connecting the center, has at least a first region corresponding to the outline of the combiner element, is provided on the outside side of the combiner element, and dimmes the outside light. Prepare.

なお、好ましくは、前記減光部は、前記レンズ内または前記レンズの表面に設けられても良い。
また、好ましくは、前記減光部は、前記レンズとは別の部材として設けられても良い。
また、好ましくは、前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率が、前記レンズのうち、前記第1の領域を除く第2の領域における光の透過率以下であっても良い。
In addition, Preferably, the said light reduction part may be provided in the said lens or the surface of the said lens.
Preferably, the dimming part may be provided as a member different from the lens.
Preferably, the light reduction unit may have a light transmittance in the first region equal to or less than a light transmittance in a second region of the lens excluding the first region. .

また、好ましくは、前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率と前記第2の領域における光の透過率とが漸次的に変化しても良い。
また、好ましくは、前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率をT1とし、前記第2の領域における光の透過率をT2とすると、T1/T2≧0.2を満たしても良い。
Preferably, in the light reduction section, the light transmittance in the first region and the light transmittance in the second region may gradually change.
Preferably, the dimming unit satisfies T1 / T2 ≧ 0.2, where T1 is a light transmittance in the first region and T2 is a light transmittance in the second region. Also good.

また、好ましくは、前記減光部は、前記第1の領域に染色により形成された第1の層と、第1の層よりも外界側で、かつ、前記レンズ全体に光学薄膜により形成された第2の層とからなっても良い。
また、好ましくは、前記減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成されても良い。
Preferably, the dimming part is formed of a first layer formed by staining in the first region, an outer side of the first layer, and an optical thin film on the entire lens. It may consist of a second layer.
Preferably, the dimming part may be formed by at least one of dyeing and an optical thin film.

また、好ましくは、前記レンズの前記第1の領域を除く第2の領域のうち、少なくとも前記透明基板の輪郭に対応する第3の領域を含む部分に設けられる第2の減光部を備えても良い。
また、好ましくは、前記第2の減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成されても良い。
Preferably, a second dimming portion provided in a portion including at least a third region corresponding to the contour of the transparent substrate in the second region excluding the first region of the lens is provided. Also good.
Preferably, the second dimming portion may be formed by at least one of dyeing and an optical thin film.

また、好ましくは、前記レンズにおいて、前記コンバイナ素子よりユーザ側に設けられる第3の減光部を備えても良い。
また、好ましくは、前記第3の減光部は、前記レンズにおいて、少なくとも前記第1の領域を除く部分に設けられても良い。
また、好ましくは、前記第3の減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成されても良い。
Preferably, the lens may further include a third dimming unit provided on the user side with respect to the combiner element.
Preferably, the third dimming portion may be provided in a portion of the lens excluding at least the first region.
Preferably, the third dimming portion may be formed by at least one of dyeing and an optical thin film.

本発明によれば、画像の視認性の良い小型の頭部装着型ディスプレイを実現することができる。   According to the present invention, a small head-mounted display with high image visibility can be realized.

<第1実施形態>
以下、図面に基づいて本発明の第1実施形態について説明する。
図1Aは、本実施形態の頭部装着型ディスプレイ1の外観図である。本実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、図1に示すように、眼鏡フレームと同様の構造のフレームに左レンズ11Lおよび右レンズ11Rを備える。左レンズ11Lのレンズ部分には画像表示用の透明基板12が埋め込まれるとともに、左レンズ11Lのフレーム部分(左テンプル)に画像表示部13が固定される。透明基板12は、ガラスやプラスチック等の可視光に対し透明な光学材料からなる。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is an external view of the head-mounted display 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the head-mounted display 1 of this embodiment includes a left lens 11L and a right lens 11R in a frame having a structure similar to that of a spectacle frame. A transparent substrate 12 for image display is embedded in the lens portion of the left lens 11L, and the image display unit 13 is fixed to the frame portion (left temple) of the left lens 11L. The transparent substrate 12 is made of an optical material that is transparent to visible light, such as glass or plastic.

この頭部装着型ディスプレイ1がユーザの頭部に装着されると、透明基板12は観察眼E(ユーザの左眼)の前面に配置され、画像表示部13は、観察眼Eの視界を妨げない位置に配置される。
図1Bは、頭部装着型ディスプレイ1の左レンズ11Lおよび画像表示部13を、図1Aの矢印aの方向から見た内部概略図であり、図1Cは、頭部装着型ディスプレイ1の左レンズ11Lおよび画像表示部13を、図1Aの矢印bの方向から見た図である。
When the head-mounted display 1 is mounted on the user's head, the transparent substrate 12 is disposed in front of the observation eye E (the user's left eye), and the image display unit 13 obstructs the view of the observation eye E. Placed in no position.
1B is an internal schematic view of the left lens 11L and the image display unit 13 of the head-mounted display 1 as viewed from the direction of arrow a in FIG. 1A. FIG. It is the figure which looked at 11L and the image display part 13 from the direction of the arrow b of FIG. 1A.

図1Bに示すように、画像表示部13内には、画像表示素子14、拡大レンズ15、反射ミラー16が備えられる。また、透明基板12には、観察眼Eの前に配置され、かつ画像表示素子14からの表示光束と外界からの外界光とを重畳するコンバイナ素子17が備えられる。
画像表示素子14は、LEDおよび拡散板などを組み合わせた照明光学系と、透過型LCD、反射型LCD、有機ELディスプレイなどの表示素子とからなる。コンバイナ素子17はハーフミラー、反射型ホログラム、偏光ビームスプリッタなどで実現される。いずれの場合も、半透過性、波長選択反射透過性、偏光選択反射透過性により、画像表示素子14からの表示光束と外界光とを重畳することができる。
As shown in FIG. 1B, the image display unit 13 includes an image display element 14, a magnifying lens 15, and a reflection mirror 16. Further, the transparent substrate 12 is provided with a combiner element 17 that is disposed in front of the observation eye E and superimposes the display light beam from the image display element 14 and the external light from the external environment.
The image display element 14 includes an illumination optical system that combines an LED and a diffusion plate, and a display element such as a transmissive LCD, a reflective LCD, or an organic EL display. The combiner element 17 is realized by a half mirror, a reflection hologram, a polarization beam splitter, or the like. In either case, the display light flux from the image display element 14 and the external light can be superimposed by semi-transparency, wavelength selective reflection transparency, and polarization selective reflection transparency.

画像表示素子14からの表示光束は、拡大レンズ15により拡大され、反射ミラー16を介して透明基板12内に入射する。透明基板12は、この光束を伝播し、コンバイナ素子17において外界光と重畳するとともに、観察眼Eに導く。ユーザは、頭部装着型ディスプレイ1を頭部に装着した状態で、コンバイナ素子17により重畳された画像表示素子14からの表示光束に基づく表示画像と、外界からの外界光に基づく外界像とを観察することができる。   The display light beam from the image display element 14 is magnified by the magnifying lens 15 and enters the transparent substrate 12 via the reflection mirror 16. The transparent substrate 12 propagates this light beam and superimposes it with external light in the combiner element 17 and guides it to the observation eye E. In a state where the head-mounted display 1 is mounted on the head, the user displays a display image based on the display light beam from the image display element 14 superimposed by the combiner element 17 and an external field image based on external light from the external environment. Can be observed.

このとき、外界像の輝度と表示画像の輝度とのバランスが悪い場合、表示画像の視認性が悪くなる。そこで、本実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、左レンズ11Lにおいてコンバイナ素子17より外界側に減光部を備える。
図2Aは、頭部装着型ディスプレイ1の左レンズ11Lおよび画像表示部13を、図1Aの矢印aの方向から見た内部概略図である。また、図2Bは、頭部装着型ディスプレイ1の左レンズ11Lおよび画像表示部13を、図2Aの矢印b1のように見た表面図であり、図2Cは、頭部装着型ディスプレイ1の左レンズ11Lおよび画像表示部13を、図2Aの矢印b2のように見た内部概略図である。
At this time, when the balance between the brightness of the external image and the brightness of the display image is poor, the visibility of the display image is deteriorated. Therefore, the head-mounted display 1 of the present embodiment includes a dimming unit on the outside side of the combiner element 17 in the left lens 11L.
2A is an internal schematic view of the left lens 11L and the image display unit 13 of the head-mounted display 1 as seen from the direction of arrow a in FIG. 1A. 2B is a front view of the left lens 11L and the image display unit 13 of the head-mounted display 1 as seen from the arrow b1 in FIG. 2A, and FIG. It is the internal schematic which looked at the lens 11L and the image display part 13 like the arrow b2 of FIG. 2A.

図2Aおよび図2Bに示すように、頭部装着型ディスプレイ1は、左レンズ11Lの外界側表面に、コンバイナ素子17を左レンズ11L表面に投影して得られる領域(以下、「コンバイナ素子17に対応する領域」と略称する)を含む全ての部分の外界光を減光する減光部20を備える。減光部20は、染色および光学薄膜により形成される。あるいは、減光部20は、減光機能や偏光機能を持つフィルムなどにより形成されても良い。光学薄膜としては、誘電体多層膜または金属膜(例えば、アルミ膜など)が挙げられる。なお、染色および光学薄膜を組み合わせて減光部20を形成しても良い。また、コンバイナ素子17より外界側であれば、左レンズ11L内に減光部20を備えても良い。減光部20を、左レンズ11L内のコンバイナ素子17より外界側または左レンズ11Lの表面に設けることにより、頭部装着型ディスプレイ1を効率よく小型化することができる。また、減光部20を左レンズ11Lと一体化することにより強度の向上を図ることができる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the head-mounted display 1 has a region obtained by projecting the combiner element 17 onto the surface of the left lens 11L on the surface of the left lens 11L (hereinafter referred to as “the combiner element 17”). A dimming unit 20 is provided for dimming the external light of all parts including the corresponding region). The dimming part 20 is formed by dyeing and an optical thin film. Alternatively, the light reduction unit 20 may be formed of a film having a light reduction function or a polarization function. Examples of the optical thin film include a dielectric multilayer film or a metal film (for example, an aluminum film). In addition, you may form the light reduction part 20 combining dyeing | staining and an optical thin film. Further, the light reduction unit 20 may be provided in the left lens 11 </ b> L as long as it is outside the combiner element 17. By providing the dimming unit 20 on the outside or the surface of the left lens 11L from the combiner element 17 in the left lens 11L, the head mounted display 1 can be efficiently downsized. Further, the strength can be improved by integrating the dimming part 20 with the left lens 11L.

さらに、図3Aに示すように、左レンズ11Lとは別の部材として減光部21を備え、接続部材21aおよび21bにより、左レンズ11Lの外界側に減光部21を固定する構成としても良い。また、左レンズ11Lとは別の部材として減光部21を備え、左レンズ11Lの外界側表面に接着する構成としても良い。減光部21を、左レンズ11Lの外界側に、左レンズ11Lとは別の部材として設けることにより、減光部21の製造のコスト低減が期待できる。   Further, as shown in FIG. 3A, a configuration may be adopted in which a light reducing portion 21 is provided as a member different from the left lens 11L, and the light reducing portion 21 is fixed to the outside of the left lens 11L by connection members 21a and 21b. . Moreover, it is good also as a structure which is equipped with the light reduction part 21 as a member different from the left lens 11L, and adhere | attaches on the external field side surface of the left lens 11L. By providing the dimming part 21 on the outside of the left lens 11L as a member different from the left lens 11L, the manufacturing cost of the dimming part 21 can be expected to be reduced.

上述した減光部20および減光部21により、外界像の輝度を低下させることができるので、結果として表示画像の視認性を向上させることができる。
以上説明したように、第1実施形態によれば、画像表示素子を備える画像表示部と、ユーザの眼前に配置されるレンズと、レンズと一体化して形成され、画像表示部からの光束をユーザの眼に導く透明基板と、透明基板内に形成され、外界光と画像表示部からの光束とを重畳するコンバイナ素子と、ユーザの瞳中心と、それと対向して置かれるコンバイナ素子の中心とを結ぶ軸と略垂直に配置され、少なくともコンバイナ素子の輪郭に対応する第1の領域を持ち、コンバイナ素子より外界側に設けられ、外界光を減光する減光部とを備える。したがって、画像の視認性の良い小型の頭部装着型ディスプレイを実現することができる。特に、頭部装着型ディスプレイに着脱可能な減光部材を備える場合に比べて、小型、軽量かつ簡単な構成の頭部装着型ディスプレイを実現することができる。また、従来のように頭部装着型ディスプレイに着脱可能な減光部材を紛失したり破損するという問題も回避することができる。
The brightness of the external image can be lowered by the above-described dimming unit 20 and the dimming unit 21, and as a result, the visibility of the display image can be improved.
As described above, according to the first embodiment, the image display unit including the image display element, the lens disposed in front of the user's eyes, and the lens are formed integrally, and the light flux from the image display unit is transmitted to the user. A transparent substrate that leads to the eyes, a combiner element that is formed in the transparent substrate and superimposes external light and a light beam from the image display unit, a user's pupil center, and a center of the combiner element that is placed opposite to the center And a dimming unit that is disposed substantially perpendicular to the connecting axis, has at least a first region corresponding to the outline of the combiner element, is provided on the outside side of the combiner element, and dimmes outside light. Accordingly, it is possible to realize a small head-mounted display with high image visibility. In particular, a head-mounted display having a small size, light weight, and simple configuration can be realized as compared with a case where a light-reducing member that can be attached to and detached from the head-mounted display is provided. Moreover, the problem of losing or damaging the dimming member that can be attached to and detached from the head-mounted display as in the prior art can also be avoided.

また、頭部装着型ディスプレイ内に液晶シャッタなどを内蔵して、外界光を低減する場合と比較して、頭部装着型ディスプレイを小型化、軽量化、低コスト化することができる。また、液晶シャッタのように電力を消費することなく画像の視認性の良い小型の頭部装着型ディスプレイを実現することができる。
<第2実施形態>
以下、図面に基づいて本発明の第2実施形態について説明する。
In addition, the head-mounted display can be reduced in size, weight, and cost as compared with a case where a liquid crystal shutter or the like is incorporated in the head-mounted display to reduce external light. In addition, a small head-mounted display with high image visibility can be realized without consuming electric power unlike a liquid crystal shutter.
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2実施形態では、第1実施形態の頭部装着型ディスプレイ1と略同様の外観を備えた頭部装着型ディスプレイを例に挙げて説明する。以下では、第2実施形態の頭部装着型ディスプレイの基本部分の図示および説明を省略し、第1実施形態と同様の符号を用いて説明する。また、第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図4Aは、第1実施形態の図2Aと同様の内部概略図である。また、図4Bは、第1実施形態の図2Bと同様の表面図であり、図4Cは、第1実施形態の図2Cと同様の内部概略図である。
In the second embodiment, a head-mounted display having an appearance substantially similar to that of the head-mounted display 1 of the first embodiment will be described as an example. Below, illustration and description of the basic part of the head-mounted display of the second embodiment will be omitted, and description will be made using the same reference numerals as those of the first embodiment. In the second embodiment, only parts different from the first embodiment will be described.
FIG. 4A is an internal schematic diagram similar to FIG. 2A of the first embodiment. 4B is a surface view similar to FIG. 2B of the first embodiment, and FIG. 4C is an internal schematic diagram similar to FIG. 2C of the first embodiment.

図4Aおよび図4Bに示すように、第2実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、第1実施形態と同様に、左レンズ11Lの外界側表面に減光部20を備えるとともに、左レンズ11Lのコンバイナ素子17に対応する領域に、減光部22を備える。減光部22は、図4Aに示すように、減光部20とコンバイナ素子17との間に設けられる。
なお、減光部22は、減光部20とコンバイナ素子17との間であれば、左レンズ11L内に設けられても良いし、左レンズ11Lの表面に設けられても良いし、左レンズ11Lとは別の部材として設けられても良い。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the head-mounted display 1 according to the second embodiment includes a dimming unit 20 on the external surface side surface of the left lens 11L and the left lens 11L, as in the first embodiment. A dimming unit 22 is provided in a region corresponding to the combiner element 17. As shown in FIG. 4A, the dimming unit 22 is provided between the dimming unit 20 and the combiner element 17.
The dimming unit 22 may be provided in the left lens 11L, or may be provided on the surface of the left lens 11L, or may be provided between the dimming unit 20 and the combiner element 17. It may be provided as a member different from 11L.

また、減光部22は、染色および光学薄膜により形成される。あるいは、減光部20は、減光機能や偏光機能を持つフィルムなどにより形成されても良い。光学薄膜としては、誘電体多層膜または金属膜(例えば、アルミ膜など)が挙げられる。なお、染色および光学薄膜を組み合わせて減光部20および減光部22を形成しても良い。
例えば、減光部22を染色により形成し、減光部20を光学薄膜により反射膜として形成すると、頭部装着型ディスプレイ1を使用中のユーザを外部から見た場合に、左レンズ11L全体がマジックミラーのように光り、略全体が均一な色あいに見える。したがって、左レンズ11Lの一部(減光部22)のみが暗く見えることが無いので、外部の人間に違和感を感じさせない。コンバイナが偏光ビームスプリッタで構成される場合、減光部20に直線偏光素子を配置させることにより、減光部22を特別に設けなくても同様の減光作用を持たせることができる。直線偏光素子の方位と偏光ビームスプリッタの方位との相対的回転角を設定することにより、後述するT1/T2を設定することができる。
Moreover, the light reduction part 22 is formed with dyeing | staining and an optical thin film. Alternatively, the light reduction unit 20 may be formed of a film having a light reduction function or a polarization function. Examples of the optical thin film include a dielectric multilayer film or a metal film (for example, an aluminum film). In addition, you may form the light reduction part 20 and the light reduction part 22 combining dyeing | staining and an optical thin film.
For example, when the dimming portion 22 is formed by staining and the dimming portion 20 is formed as a reflective film by an optical thin film, when the user who is using the head-mounted display 1 is viewed from the outside, the entire left lens 11L is It shines like a magic mirror and looks almost uniform in color. Therefore, only a part of the left lens 11L (the dimming portion 22) does not appear dark, so that an external person does not feel uncomfortable. When the combiner is composed of a polarizing beam splitter, the same dimming action can be provided by arranging a linearly polarizing element in the dimming unit 20 without providing the dimming unit 22 specially. By setting the relative rotation angle between the direction of the linearly polarizing element and the direction of the polarizing beam splitter, T1 / T2 described later can be set.

次に、減光部20および減光部22の光の透過率(以下、単に「透過率」と称する。)について説明する。一般に、外界像の輝度が高く、表示画像の輝度との差が大きすぎる場合には、表示画像が暗くなり、視認性が悪くなる。逆に、外界像の輝度と表示画像の輝度との差が小さすぎる場合には、外界像と表示画像との対比が無く、この場合にも視認性が悪くなる。したがって、減光部20および減光部22の透過率には最適な関係がある。   Next, the light transmittance (hereinafter simply referred to as “transmittance”) of the light reduction unit 20 and the light reduction unit 22 will be described. Generally, when the brightness of the external image is high and the difference from the brightness of the display image is too large, the display image becomes dark and visibility is deteriorated. On the other hand, when the difference between the brightness of the external image and the brightness of the display image is too small, there is no contrast between the external image and the display image, and in this case, the visibility is deteriorated. Therefore, there is an optimum relationship between the transmittances of the light reducing unit 20 and the light reducing unit 22.

左レンズ11Lのうち、コンバイナ素子17に対応する領域(第1の領域)における透過率最小値をT1とし、コンバイナ素子17に対応する領域を除く領域(第2の領域)における透過率最大値をT2とする。T1は、左レンズ11Lにおいて、減光部20と減光部22との双方により減光される際の透過率を示し、表示画像部分の透過率に相当する。また、T2は、左レンズ11Lにおいて、減光部20のみにより減光される際の透過率を示し、外界像部分の透過率に相当する。   In the left lens 11L, the minimum transmittance in the region corresponding to the combiner element 17 (first region) is T1, and the maximum transmittance in the region excluding the region corresponding to the combiner element 17 (second region) is Let T2. T1 indicates the transmittance when the left lens 11L is dimmed by both the light reducing portion 20 and the light reducing portion 22, and corresponds to the transmittance of the display image portion. T2 indicates the transmittance when the left lens 11L is dimmed only by the light reducing unit 20, and corresponds to the transmittance of the external image portion.

T1およびT2の変化に応じた像の見やすさを図5Aに示す。図5Aの横軸は、T1/T2である。また、図5Aの縦軸は、外界像および表示画像の見やすさを官能検査し、0(最も見にくい場合)〜1(最も見やすい場合)の評価値で示したものである。図5Aにおいて、外界像の見やすさに関する変化を点線で示し、表示画像の見やすさに関する変化を実線で示す。なお、図5Aにおいて、T1≦T2、かつ、0<T1/T2≦1である。   FIG. 5A shows the ease of viewing an image according to changes in T1 and T2. The horizontal axis of FIG. 5A is T1 / T2. The vertical axis in FIG. 5A is a sensory test of the visibility of the external image and the display image, and is indicated by an evaluation value of 0 (when it is most difficult to see) to 1 (when it is most easy to see). In FIG. 5A, the change regarding the visibility of an external image is shown by a dotted line, and the change regarding the visibility of a display image is shown by a solid line. In FIG. 5A, T1 ≦ T2 and 0 <T1 / T2 ≦ 1.

図5Aに示すように、T1/T2が小さすぎる場合、すなわち表示画像部分と外界像部分との透過率の差が大きすぎる場合には、外界像の視認性が著しく低下する。そこで、外界像と表示画像との双方の視認性を確保するためには、T1/T2≧0.2の関係を満たすのが望ましい。
例えば、室内など外界光があまり強くない環境下の使用においては、T1/T2=0.5程度とし、外界像部分の透過率をT2=50%とした場合には、表示画像部分の透過率は、T1=25%とするのが望ましい。また、例えば、屋外など外界光が強い環境下の使用においては、T1/T2=0.25程度とし、外界像部分の透過率をT2=5%とした場合には、表示画像部分の透過率は、T1=約1%とするのが望ましい。
As shown in FIG. 5A, when T1 / T2 is too small, that is, when the difference in transmittance between the display image portion and the external image portion is too large, the visibility of the external image is remarkably reduced. Therefore, in order to ensure the visibility of both the external image and the display image, it is desirable to satisfy the relationship of T1 / T2 ≧ 0.2.
For example, when used in an environment where outside light is not so strong, such as indoors, when T1 / T2 is about 0.5 and the transmittance of the outside image portion is T2 = 50%, the transmittance of the display image portion is Is preferably T1 = 25%. Further, for example, when used in an environment with strong external light, such as outdoors, when T1 / T2 = about 0.25 and the transmittance of the external image portion is T2 = 5%, the transmittance of the display image portion. Is preferably T1 = about 1%.

また、図4で示したように、表示画像部分と外界像部分とで透過率が異なる場合、左レンズ11Lの一部(減光部22)の部分のみが暗く見えて、外部の人間に違和感を感じさせる場合がある。また、表示画像部分と外界像部分との境界において急激に透過率が変化すると、ユーザによる観察時に境界部のボケ像が発生し、ユーザに違和感を感じさせる場合がある。   In addition, as shown in FIG. 4, when the transmittance is different between the display image portion and the external image portion, only a part of the left lens 11L (the dimming portion 22) looks dark, and the external person feels uncomfortable. May make you feel. In addition, if the transmittance changes suddenly at the boundary between the display image portion and the external image portion, a blurred image at the boundary portion may occur during observation by the user, and the user may feel uncomfortable.

そこで、表示画像部分における透過率と外界像部分における透過率とが漸次的に変化するのが望ましい。例えば、図5Bに示すように、左レンズ11Lの中心から外周に向かって漸次的に変化させても良いし、図5Cに示すように、一方向において漸次的に変化させても良いし、図5Dに示すように、二方向において漸次的に変化させても良い。また、図5Bに示すように、左レンズ11Lの全体において変化させても良いし、図5Cおよび図5Dに示すように、左レンズ11Lの特定の部分において変化させても良い。なお、この変化は段階的なものでなく、滑らかな変化であることが望ましい。   Therefore, it is desirable that the transmittance in the display image portion and the transmittance in the external image portion gradually change. For example, as shown in FIG. 5B, it may be gradually changed from the center of the left lens 11L toward the outer periphery, or may be gradually changed in one direction as shown in FIG. 5C. As shown in 5D, it may be gradually changed in two directions. Further, as shown in FIG. 5B, it may be changed in the entire left lens 11L, or may be changed in a specific portion of the left lens 11L as shown in FIGS. 5C and 5D. It should be noted that this change is not stepwise and is preferably a smooth change.

上述した減光部20および減光部22により、表示画像に対する外界像の相対的な輝度を低下させることができるので、結果として表示画像の視認性を向上させることができる。
以上説明したように、第2実施形態によれば、減光部は、第1の領域における光の透過率が、第1の領域を除く第2の領域における光の透過率以下である。したがって、外界像に対する表示画像の相対的な輝度を低下させることにより、表示画像の視認性を向上させることができる。
Since the dimming unit 20 and the dimming unit 22 described above can reduce the relative luminance of the external image with respect to the display image, the visibility of the display image can be improved as a result.
As described above, according to the second embodiment, in the light reduction unit, the light transmittance in the first region is equal to or lower than the light transmittance in the second region excluding the first region. Therefore, the visibility of the display image can be improved by reducing the relative luminance of the display image with respect to the external image.

また、第2実施形態によれば、減光部は、第1の領域における光の透過率と第2の領域における光の透過率とが漸次的に変化する。したがって、レンズの一部分のみが暗く見えることが無いので、外部の人間に違和感を感じさせない。また、第1の領域と第2の領域との境界において急激に透過率が変化すると、ユーザによる観察時に境界部のボケ像が発生する場合がある。しかし、本実施形態によれば、第1の領域と第2の領域との間で透過率が漸次的に変化するので、このような問題を回避することができる。   Further, according to the second embodiment, the light reduction unit gradually changes the light transmittance in the first region and the light transmittance in the second region. Therefore, since only a part of the lens does not appear dark, it does not make an external person feel uncomfortable. In addition, when the transmittance changes suddenly at the boundary between the first region and the second region, a blurred image of the boundary portion may occur during observation by the user. However, according to the present embodiment, since the transmittance gradually changes between the first region and the second region, such a problem can be avoided.

また、第2実施形態によれば、減光部は、第1の領域における光の透過率をT1とし、第2の領域における光の透過率をT2とすると、T1/T2≧0.2を満たす。したがって、外界像と表示画像との対比を最適な関係にすることができる。
また、第2実施形態によれば、減光部は、第1の領域に染色により形成された第1の層と、第1の層よりも外界側で、かつ、レンズ全体に光学薄膜により形成された第2の層とからなる。したがって、レンズの一部分のみが暗く見えることが無いので、外部の人間に違和感を感じさせない。
Further, according to the second embodiment, the dimming unit satisfies T1 / T2 ≧ 0.2, where T1 is the light transmittance in the first region and T2 is the light transmittance in the second region. Fulfill. Therefore, the contrast between the external image and the display image can be in an optimum relationship.
In addition, according to the second embodiment, the dimming part is formed of the first layer formed by staining in the first region, the outer side of the first layer, and an optical thin film on the entire lens. Second layer. Therefore, since only a part of the lens does not appear dark, it does not make an external person feel uncomfortable.

なお、本実施形態では、減光部20および減光部22の2層により減光する例を示したが、減光部20および減光部22と同様の機能を1層の減光部により実現しても良い。この場合、1層の減光部において、局部的に透過率を変化させれば良い。このとき、本実施形態で説明したように、透過率を漸次的に変化させると良い。
<第3実施形態>
以下、図面に基づいて本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第2実施形態の変形例である。以下では、第2実施形態と同様の符号を用いて、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
In the present embodiment, the example in which the light is reduced by the two layers of the light reduction unit 20 and the light reduction unit 22 is shown. However, the same function as the light reduction unit 20 and the light reduction unit 22 is achieved by the single layer light reduction unit. It may be realized. In this case, what is necessary is just to change the transmittance | permeability locally in the light reduction part of one layer. At this time, as described in the present embodiment, the transmittance may be gradually changed.
<Third Embodiment>
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The third embodiment is a modification of the second embodiment. Below, only the parts different from the second embodiment will be described using the same reference numerals as those of the second embodiment.

図6Aは、第2実施形態の図4Aと同様の内部概略図である。また、図6Bは、第2実施形態の図4Bと同様の表面図であり、図6Cは、第2実施形態の図4Cと同様の内部概略図である。
図6Aおよび図6Bに示すように、第3実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、第2実施形態の減光部22に代えて、コンバイナ素子17を含む透明基板12に対応する領域に、その部分の外界光を減光する減光部23を備える。減光部23は、図6Aに示すように、減光部20とコンバイナ素子17との間に設けられる。
FIG. 6A is an internal schematic diagram similar to FIG. 4A of the second embodiment. 6B is a surface view similar to FIG. 4B of the second embodiment, and FIG. 6C is an internal schematic diagram similar to FIG. 4C of the second embodiment.
As shown in FIGS. 6A and 6B, the head-mounted display 1 of the third embodiment replaces the dimming unit 22 of the second embodiment with a region corresponding to the transparent substrate 12 including the combiner element 17. The light reduction part 23 which attenuates the external light of the part is provided. The dimming unit 23 is provided between the dimming unit 20 and the combiner element 17 as shown in FIG. 6A.

なお、減光部23は、減光部20とコンバイナ素子17との間であれば、左レンズ11L内に設けられても良いし、左レンズ11Lの表面に設けられても良いし、左レンズ11Lとは別の部材として設けられても良い。
また、減光部23は、染色および光学薄膜により形成される。あるいは、減光部20は、減光機能や偏光機能を持つフィルムなどにより形成されても良い。光学薄膜としては、誘電体多層膜または金属膜(例えば、アルミ膜など)が挙げられる。なお、染色および光学薄膜を組み合わせて減光部23を形成しても良い。
Note that the dimming unit 23 may be provided in the left lens 11L as long as it is between the dimming unit 20 and the combiner element 17, or may be provided on the surface of the left lens 11L, or the left lens. It may be provided as a member different from 11L.
Moreover, the light reduction part 23 is formed by dyeing | staining and an optical thin film. Alternatively, the light reduction unit 20 may be formed of a film having a light reduction function or a polarization function. Examples of the optical thin film include a dielectric multilayer film or a metal film (for example, an aluminum film). In addition, you may form the light reduction part 23 combining dyeing | staining and an optical thin film.

減光部23は、第2実施形態の減光部22の機能に加えて、透明基板12に混入する外界光を減光する。したがって、透明基板12に混入した外界光により発生する迷光を抑制することができる。
なお、減光部20に対応する部分の透過率と減光部23に対応する部分の透過率とは、第2実施形態と同様に、漸次的に変化するのが望ましい。また、減光部23の透過率は、その他の部分の透過率と最適な関係になるように設定すれば良い。
In addition to the function of the light reduction unit 22 of the second embodiment, the light reduction unit 23 reduces external light mixed into the transparent substrate 12. Therefore, stray light generated by external light mixed in the transparent substrate 12 can be suppressed.
Note that it is desirable that the transmittance of the portion corresponding to the dimming portion 20 and the transmittance of the portion corresponding to the dimming portion 23 change gradually as in the second embodiment. Further, the transmittance of the dimming unit 23 may be set so as to have an optimal relationship with the transmittance of other portions.

以上説明したように、第3実施形態によれば、レンズの第1の領域を除く第2の領域のうち、少なくとも透明基板の輪郭に対応する第3の領域を含む部分に第2の減光部を備える。したがって、第2実施形態の効果に加えて、レンズ内の透明基板に外界光が混入し、迷光が発生することを抑制することができる。
<第4実施形態>
以下、図面に基づいて本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態は、第3実施形態の変形例である。以下では、第3実施形態と同様の符号を用いて、第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
As described above, according to the third embodiment, the second dimming is applied to a portion including at least the third region corresponding to the contour of the transparent substrate in the second region excluding the first region of the lens. A part. Therefore, in addition to the effects of the second embodiment, it is possible to prevent external light from entering the transparent substrate in the lens and generating stray light.
<Fourth embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. Below, only the parts different from the third embodiment will be described using the same reference numerals as those in the third embodiment.

図7Aは、第3実施形態の図6Aと同様の内部概略図である。また、図7Bは、第3実施形態の図6Bと同様の表面図であり、図7Cは、第3実施形態の図6Cと同様の内部概略図である。
図7Aから図7Cに示すように、第4実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、第3実施形態の減光部20および減光部23に加えて、透明基板12に対応する領域のうち、コンバイナ素子17に対応する部分除く領域に、減光部24を備える。減光部24は、図7Aに示すように、コンバイナ素子17よりもユーザ側に設けられる。
FIG. 7A is an internal schematic diagram similar to FIG. 6A of the third embodiment. 7B is a surface view similar to FIG. 6B of the third embodiment, and FIG. 7C is an internal schematic diagram similar to FIG. 6C of the third embodiment.
As shown in FIGS. 7A to 7C, the head-mounted display 1 of the fourth embodiment includes areas corresponding to the transparent substrate 12 in addition to the light reduction unit 20 and the light reduction unit 23 of the third embodiment. The dimming unit 24 is provided in a region excluding a portion corresponding to the combiner element 17. As shown in FIG. 7A, the light reduction unit 24 is provided on the user side with respect to the combiner element 17.

なお、減光部24は、コンバイナ素子17よりもユーザ側であれば、左レンズ11L内に設けられても良いし、左レンズ11Lの表面に設けられても良いし、左レンズ11Lとは別の部材として設けられても良い。
また、減光部24は、染色および光学薄膜により形成される。あるいは、減光部20は、減光機能や偏光機能を持つフィルムなどにより形成されても良い。光学薄膜としては、誘電体多層膜または金属膜(例えば、アルミ膜など)が挙げられる。なお、染色および光学薄膜を組み合わせて減光部24を形成しても良い。
The dimming unit 24 may be provided in the left lens 11L as long as it is closer to the user than the combiner element 17, or may be provided on the surface of the left lens 11L, or separate from the left lens 11L. It may be provided as a member.
Moreover, the light reduction part 24 is formed by dyeing | staining and an optical thin film. Alternatively, the light reduction unit 20 may be formed of a film having a light reduction function or a polarization function. Examples of the optical thin film include a dielectric multilayer film or a metal film (for example, an aluminum film). In addition, you may form the light reduction part 24 combining dyeing | staining and an optical thin film.

減光部24は、ユーザ側から透明基板12に混入する光を減光する。したがって、透明基板12に混入した光により発生する迷光を抑制することができる。
なお、減光部24に対応する部分の透過率は、その他の部分の透過率と最適な関係になるように設定すれば良い。
以上説明したように、第4実施形態によれば、レンズにおいて、コンバイナ素子よりユーザ側に設けられる第3の減光部を備える。したがって、第3実施形態の効果に加えて、レンズ内の透明基板にユーザ側から光が混入し、迷光が発生することを抑制することができる。
The light reduction unit 24 reduces light mixed into the transparent substrate 12 from the user side. Therefore, the stray light generated by the light mixed in the transparent substrate 12 can be suppressed.
In addition, what is necessary is just to set the transmittance | permeability of the part corresponding to the light reduction part 24 so that it may have the optimal relationship with the transmittance | permeability of another part.
As described above, according to the fourth embodiment, the lens includes the third dimming unit provided on the user side from the combiner element. Therefore, in addition to the effects of the third embodiment, it is possible to prevent light from entering the transparent substrate in the lens from the user side and generating stray light.

また、第4実施形態によれば、第3の減光部は、レンズにおいて、少なくとも第1の領域を除く部分に設けられる。したがって、表示画像の視認性を確保しつつ、レンズ内の透明基板にユーザ側から光が混入し、迷光が発生することを抑制することができる。
なお、第4実施形態では、透明基板12に対応する部分について、外界側とユーザ側との両方に減光部を備える例を示したが、ユーザ側のみに減光部を備える構成としても良い。
According to the fourth embodiment, the third dimming part is provided in a portion of the lens excluding at least the first region. Therefore, it is possible to prevent stray light from being generated due to light entering the transparent substrate in the lens from the user side while ensuring the visibility of the display image.
In the fourth embodiment, the example corresponding to the transparent substrate 12 includes the dimming unit on both the outside and the user side. However, the dimming unit may be provided only on the user side. .

<第5実施形態>
以下、図面に基づいて本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態は、第4実施形態の変形例である。以下では、第4実施形態と同様の符号を用いて、第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図8Aは、第4実施形態の図7Aと同様の内部概略図である。また、図8Bは、第4実施形態の図7Bと同様の表面図であり、図8Cは、第4実施形態の図7Cと同様の内部概略図である。
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The fifth embodiment is a modification of the fourth embodiment. Below, only the parts different from the fourth embodiment will be described using the same reference numerals as in the fourth embodiment.
FIG. 8A is an internal schematic diagram similar to FIG. 7A of the fourth embodiment. 8B is a surface view similar to FIG. 7B of the fourth embodiment, and FIG. 8C is an internal schematic diagram similar to FIG. 7C of the fourth embodiment.

図8Aから図8Cに示すように、第5実施形態の頭部装着型ディスプレイ1は、第4実施形態の減光部24に代えて、コンバイナ素子17に対応する部分を除く全ての領域に、減光部25を備える。減光部25は、図8Aに示すように、コンバイナ素子17よりもユーザ側に設けられる。
なお、減光部25は、コンバイナ素子17よりもユーザ側であれば、左レンズ11L内に設けられても良いし、左レンズ11Lの表面に設けられても良いし、左レンズ11Lとは別の部材として設けられても良い。
As shown in FIGS. 8A to 8C, the head-mounted display 1 of the fifth embodiment replaces the dimming unit 24 of the fourth embodiment with all regions except the portion corresponding to the combiner element 17. A dimming unit 25 is provided. As shown in FIG. 8A, the light reduction unit 25 is provided closer to the user than the combiner element 17.
The dimming unit 25 may be provided in the left lens 11L as long as it is closer to the user than the combiner element 17, or may be provided on the surface of the left lens 11L, or separate from the left lens 11L. It may be provided as a member.

また、減光部25は、染色および光学薄膜により形成される。あるいは、減光部20は、減光機能や偏光機能を持つフィルムなどにより形成されても良い。光学薄膜としては、誘電体多層膜または金属膜(例えば、アルミ膜など)が挙げられる。なお、染色および光学薄膜を組み合わせて減光部25を形成しても良い。
減光部25は、第4実施形態の減光部24の機能に加えて、ユーザ側から左レンズ11L内に混入する光を減光する。したがって、左レンズ11L内に混入した光により発生する迷光を抑制することができる。
Moreover, the light reduction part 25 is formed by dyeing | staining and an optical thin film. Alternatively, the light reduction unit 20 may be formed of a film having a light reduction function or a polarization function. Examples of the optical thin film include a dielectric multilayer film or a metal film (for example, an aluminum film). In addition, you may form the light reduction part 25 combining dyeing | staining and an optical thin film.
In addition to the function of the light reduction unit 24 of the fourth embodiment, the light reduction unit 25 reduces light mixed in the left lens 11L from the user side. Therefore, stray light generated by light mixed in the left lens 11L can be suppressed.

なお、減光部25に対応する部分の透過率は、その他の部分の透過率と最適な関係になるように設定すれば良い。
以上説明したように、第5実施形態によれば、レンズにおいて、コンバイナ素子よりユーザ側に設けられる第3の減光部を備える。したがって、第4実施形態の効果に加えて、レンズ内にユーザ側から光が混入し、迷光が発生することを抑制することができる。
In addition, what is necessary is just to set the transmittance | permeability of the part corresponding to the light reduction part 25 so that it may have the optimal relationship with the transmittance | permeability of another part.
As described above, according to the fifth embodiment, the lens includes the third dimming unit provided on the user side from the combiner element. Therefore, in addition to the effects of the fourth embodiment, it is possible to prevent light from entering the lens from the user side and stray light from being generated.

また、第5実施形態によれば、第3の減光部は、レンズにおいて、少なくとも第1の領域を除く部分に設けられる。したがって、表示画像の視認性を確保しつつ、レンズ内にユーザ側から光が混入し、迷光が発生することを抑制することができる。
なお、上記した第1実施形態から第5実施形態において、減光部(減光部20〜25)は、光の吸収により減光を実現しても良いし、光の反射により減光を実現しても良い。
According to the fifth embodiment, the third dimming part is provided in a portion of the lens excluding at least the first region. Therefore, it is possible to prevent stray light from being generated due to light entering the lens from the user side while ensuring the visibility of the display image.
In the first to fifth embodiments described above, the dimming unit (the dimming units 20 to 25) may realize dimming by absorbing light or dimming by reflecting light. You may do it.

また、上記した第1実施形態から第5実施形態では、減光部(減光部20〜25)は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成される例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、フォトクロミック素材などの調光機能を備えた素材により減光部を形成しても良い。調光機能を備えた素材は、コンバイナ素子の外界側に設ける減光部にも使用可能であるし、コンバイナ素子よりもユーザ側に設ける減光部にも使用可能である。なお、例えば、第2実施形態で説明した減光部20および減光部22を調光機能を備えた素材により形成する場合は、減光部20(左レンズ11L全体)には調光による透過率の変化が小さい素材を使用し、減光部22(コンバイナ素子17に対応する部分)には調光による透過率の変化が大きい素材を使用すると良い。さらに、染色および光学薄膜と調光機能を備えた素材とを組み合わせて減光部を形成しても良い。例えば、第2実施形態で説明した減光部20(左レンズ11L全体)を染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成し、減光部22(コンバイナ素子17に対応する部分)を調光機能を備えた素材により形成することにより、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the first to fifth embodiments described above, the dimming part (the dimming part 20 to 25) is shown as being formed by at least one of dyeing and an optical thin film. It is not limited to examples. For example, the dimming portion may be formed of a material having a dimming function such as a photochromic material. The material provided with the light control function can be used for the light reduction part provided on the outside side of the combiner element, and can also be used for the light reduction part provided on the user side of the combiner element. For example, when the dimming unit 20 and the dimming unit 22 described in the second embodiment are formed of a material having a dimming function, the dimming unit 20 (the entire left lens 11L) is transmitted by dimming. It is preferable to use a material having a small change in rate, and use a material having a large change in transmittance due to dimming for the dimming unit 22 (the part corresponding to the combiner element 17). Furthermore, you may form a light reduction part combining the dyeing | staining and optical thin film, and the raw material provided with the light control function. For example, the dimming part 20 (the entire left lens 11L) described in the second embodiment is formed by at least one of dyeing and an optical thin film, and the dimming part 22 (part corresponding to the combiner element 17) has a dimming function. The effect similar to 2nd Embodiment can be acquired by forming by the provided raw material.

また、上記した第1実施形態から第5実施形態では、右レンズ11Rについては、特に説明しなかったが、右レンズ11Rにも左レンズ11Lと同様に減光部を備える構成としても良い。
また、上記した第1実施形態から第5実施形態では、左レンズ11Lにのみ画像表示部13を備える頭部装着型ディスプレイ1を例に挙げて説明したが、両側に画像表示部を備え、ユーザの両眼に画像を表示可能な頭部装着型ディスプレイにも本発明を同様に適用することができる。
In the first to fifth embodiments described above, the right lens 11R is not particularly described. However, the right lens 11R may be configured to include a dimming unit similarly to the left lens 11L.
In the first to fifth embodiments described above, the head-mounted display 1 having the image display unit 13 only on the left lens 11L has been described as an example. The present invention can be similarly applied to a head-mounted display capable of displaying an image on both eyes.

また、上記した第1実施形態から第5実施形態で説明した技術を、組み合わせて実現しても良い。
また、上記した第1実施形態から第5実施形態では、頭部装着型ディスプレイの一例として、眼鏡型のディスプレイを用いて説明を行ったが、頭部装着型ディスプレイの構成はこの構成例に限定されない。
Further, the techniques described in the first to fifth embodiments may be combined and realized.
In the first to fifth embodiments described above, the description has been given using a glasses-type display as an example of the head-mounted display, but the configuration of the head-mounted display is limited to this configuration example. Not.

本発明の第1実施形態について説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態について説明する別の図である。It is another figure explaining 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例について説明する図である。It is a figure explaining the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態について説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態について説明する別の図である。It is another figure explaining 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態について説明する図である。It is a figure explaining 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態について説明する図である。It is a figure explaining 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態について説明する図である。It is a figure explaining 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…頭部装着型ディスプレイ,11L…左レンズ,12…透明基板,13…画像表示部,14…画像表示素子,17…コンバイナ素子,20〜25…減光部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head mounted display, 11L ... Left lens, 12 ... Transparent substrate, 13 ... Image display part, 14 ... Image display element, 17 ... Combiner element, 20-25 ... Dimming part

Claims (13)

画像表示素子を備える画像表示部と、
ユーザの眼前に配置されるレンズと、
前記レンズと一体化して形成され、前記画像表示部からの光束を前記ユーザの瞳に導く透明基板と、
前記透明基板内に形成され、外界光と前記画像表示部からの光束とを重畳するコンバイナ素子と、
前記ユーザの瞳中心と、それと対向して置かれる前記コンバイナ素子の中心とを結ぶ軸と略垂直に配置され、少なくとも前記コンバイナ素子の輪郭に対応する第1の領域を持ち、前記コンバイナ素子より外界側に設けられ、前記外界光を減光する減光部と
を備えたことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
An image display unit comprising an image display element;
A lens placed in front of the user's eyes;
A transparent substrate that is formed integrally with the lens and guides a light beam from the image display unit to the pupil of the user;
A combiner element that is formed in the transparent substrate and superimposes external light and light flux from the image display unit;
It is arranged substantially perpendicular to an axis connecting the center of the user's pupil and the center of the combiner element placed opposite thereto, and has at least a first region corresponding to the outline of the combiner element, and is more external than the combiner element. And a dimming part for dimming the external light. A head-mounted display comprising:
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記レンズ内または前記レンズの表面に設けられる
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
The dimming unit is provided in the lens or on the surface of the lens.
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記レンズとは別の部材として設けられる
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
The head-mounted display, wherein the dimming unit is provided as a member different from the lens.
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率が、前記レンズのうち、前記第1の領域を除く第2の領域における光の透過率以下である
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
The dimming unit has a light transmittance in the first region that is less than or equal to a light transmittance in a second region of the lens excluding the first region. Type display.
請求項4に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率と前記第2の領域における光の透過率とが漸次的に変化する
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 4,
The head-mounted display, wherein the dimming unit gradually changes the light transmittance in the first region and the light transmittance in the second region.
請求項4に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記第1の領域における光の透過率をT1とし、前記第2の領域における光の透過率をT2とすると、T1/T2≧0.2を満たす
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 4,
The dimming section satisfies T1 / T2 ≧ 0.2, where T1 is a light transmittance in the first region and T2 is a light transmittance in the second region. Part-mounted display.
請求項4に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、前記第1の領域に染色により形成された第1の層と、第1の層よりも外界側で、かつ、前記レンズ全体に光学薄膜により形成された第2の層とからなる
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 4,
The dimming portion includes a first layer formed by staining in the first region, a second layer formed by an optical thin film on the outside of the first layer, and the entire lens. A head-mounted display characterized by comprising:
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成される
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
The head mounted display, wherein the dimming part is formed by at least one of dyeing and an optical thin film.
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記レンズの前記第1の領域を除く第2の領域のうち、少なくとも前記透明基板の輪郭に対応する第3の領域を含む部分に設けられる第2の減光部を備える
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
A head having a second dimming portion provided in a portion including at least a third region corresponding to an outline of the transparent substrate in the second region excluding the first region of the lens. Part-mounted display.
請求項9に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記第2の減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成される
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head mounted display according to claim 9,
The head-mounted display, wherein the second dimming part is formed by at least one of dyeing and an optical thin film.
請求項1に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記レンズにおいて、前記コンバイナ素子よりユーザ側に設けられる第3の減光部を備える
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head-mounted display according to claim 1,
The head-mounted display, wherein the lens includes a third dimming unit provided on a user side with respect to the combiner element.
請求項11に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記第3の減光部は、前記レンズにおいて、少なくとも前記第1の領域を除く部分に設けられる
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head mounted display according to claim 11,
The head-mounted display, wherein the third dimming part is provided in a portion of the lens excluding at least the first region.
請求項11に記載の頭部装着型ディスプレイにおいて、
前記第3の減光部は、染色と光学薄膜との少なくとも一方により形成される
ことを特徴とする頭部装着型ディスプレイ。
The head mounted display according to claim 11,
The head-mounted display, wherein the third dimming portion is formed by at least one of dyeing and an optical thin film.
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