JP2001042251A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリーンに映像を投射する方式で、明る
く、けられもクロストークもない映像を提供する小型軽
量の映像表示装置を実現する。 【解決手段】 映像表示装置に、再帰反射性を有するス
クリーン、映像を表示する液晶表示器、液晶表示器の光
をスクリーンに投射する投射光学系、およびスクリーン
に近接して配置され、投射される光に含まれる映像の各
点を表す光束を拡大する拡大素子を備える。拡大素子
は、回折光学素子または拡散板より成り、拡大率が観察
者の垂直視野よりも水平視野の方向に大きくなるよう
に、各光束を拡大する。左右の眼に視差のある映像を提
供する際に、左右の眼の間隔を考慮して光束の拡大率に
上限を設定し、クロストークを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広視野の映像を表
示する映像表示装置に関し、バーチャルリアリティをは
じめとする映像提供の分野で利用される。

【０００２】

【従来の技術】近年、仮想の現実を臨場感豊かに提供す
るバーチャルリアリティがめざましく普及しつつあり、
広視野の映像を提供するために、種々の方式の映像表示
装置が開発されている。このような映像表示装置の１つ
に、表示器に表示した映像を投射光学系によって拡大し
てスクリーンに投射するとともに、スクリーンが眼前に
位置するように手で保持されあるいは頭部に装着されて
使用されるものがある。この方式の映像表示装置では、
スクリーンの全ての部位から光を観察者に与える必要が
あり、このために、拡散反射性を有するスクリーンまた
は再帰反射性を有するスクリーンが使用されている。

【０００３】拡散反射性を有するスクリーンを使用する
場合、光の拡散の度合いがスクリーンへの光の入射角に
依存するため、スクリーンの各部位から観察者に向かう
光の量に差が生じて、提供される映像の明るさが不均一
になり易い。また、投射された光はスクリーンからあら
ゆる方向に進むことになり、観察者に与えられる光が少
なくなって、観察される映像の明るさの低下が避けられ
ない。しかも、左右の眼に視差のある映像を与えて立体
感を高めるときは、左眼用の映像の光が右眼に入射した
り右眼用の映像の光が左眼に入射したりするクロストー
クが発生し、これを避けるために特殊な手段を備える必
要が生じる。

【０００４】一方、再帰反射性を有するスクリーンを使
用する場合、スクリーンのどの部位に入射する光も入射
方向に強く反射されるため、観察者の眼の方向からスク
リーンに向けて光を投射することで、スクリーンのどの
部位からも投射した光のほとんど全てを観察者の眼に導
くことができる。このため、明るく、明るさにむらがな
く、またクロストークもない映像を提供することが可能
である。スクリーン上で左眼用の映像と右眼用の映像が
重なり合う設定とすることもできる。

【０００５】しかし、再帰反射性を有するスクリーンで
は、観察者に提供される映像の瞳径、すなわち眼の位置
における映像の各点を表す光束の径が、投射光学系の射
出瞳の径とスクリーンから眼までの距離のみによって規
定されるため、観察を容易にするために映像の瞳径を大
きくしつつ、使用形態に適するように装置を小型軽量に
することは難しい。たとえば、投射光学系の射出瞳を大
きくすれば、投射光学系の大型化や重量化を招くことに
なり、眼からスクリーンまでの距離を長くすれば、必然
的に装置は大型化することになる。

【０００６】特開平６−７５３０３号公報には、再帰反
射層の前面に拡散層を設けて、再帰反射性と拡散性とを
備えたスクリーンが提案されている。このようなスクリ
ーンを用いれば、映像の各点を表す光束が拡散層で拡大
されるため、再帰反射性の短所が補われることになり、
瞳径の大きい映像を提供する小型軽量な映像表示装置が
実現できると期待される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】人の視野は水平（左
右）方向に大きく、垂直（上下）方向には小さい。とこ
ろが、上記公報のスクリーンでは拡散層によって光束を
等方的に拡大するため、垂直方向への過剰な拡大または
水平方向への不十分な拡大のいずれか一方を少なくとも
招くことになる。すなわち、光束の拡大を水平方向の視
野に合致するように行うと、垂直方向については視野を
超えて拡大することになり、逆に、光束の拡大を垂直方
向の視野に合致するように行うと、水平方向については
視野全体に達しない拡大結果となる。

【０００８】光束の拡大が過剰であれば、提供する映像
は暗くなり、また、眼に入射する可能性のない無駄な光
が生じる。光束の拡大が不足すると、観察者の眼の向き
すなわち視軸の方向によっては、映像を表す光の一部が
眼に入射しないという事態が生じ、提供する映像の一部
に欠落すなわちけられが発生する。

【０００９】光束の過剰な拡大により提供する映像が暗
くなるのは、映像を表示する表示器の光量を増すことで
補うことが可能である。しかし、そのようにすると、表
示器自体あるいは表示器を照明する光源を高性能にする
必要が生じて、装置の製造コストが上昇する上、消費電
力が増大してランニングコストも上昇する。しかも、左
右の眼に視差のある映像を提供する場合、光束の過剰な
拡大はクロストークを招く。上記公報のスクリーンで
は、拡散層によって光束をどの程度拡大するかについて
の考慮はなされていない。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、スクリーンに映像を投射する方式で、明る
く、けられもクロストークもない映像を提供する小型軽
量の映像表示装置を実現することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、再帰反射性を有するスクリーンと、映
像を表示する表示手段と、表示手段からの光を投射し
て、表示手段に表示された映像の拡大された像をスクリ
ーンに形成する投射光学系と、投射光学系とスクリーン
との間にスクリーンに近接して配置され、投射光学系か
らの光を透過させるとともに、投射光学系からの光に含
まれる表示手段の各点からの光束を、直交する２方向で
拡大率が異なるように、拡大する拡大手段とで映像表示
装置を構成する。

【００１２】この映像表示装置は、投射光学系により表
示手段の映像の拡大像をスクリーンに形成し、この像を
観察者に提供する。スクリーンは再帰反射性を有してお
り、投射光学系とスクリーンの間には投射光学系からの
光を透過させる拡大手段が配置されている。観察者は、
投射光学系からの光が入射する方向から、拡大手段を介
してスクリーンを見ることにより、スクリーンに形成さ
れる映像を観察することができる。

【００１３】拡大手段は、スクリーンに向かう投射光学
系からの光に含まれる表示手段の各点からの光束を拡大
し、また、スクリーンで反射された光束も拡大する。こ
こで、拡大手段がスクリーンに近接して配置されている
ため、拡大手段を透過してスクリーンに向かう光束は、
スクリーン上ではごく僅か拡大するに過ぎない。したが
って、スクリーンに形成される像が拡大手段の拡大作用
によってぼけることはなく、提供される映像は鮮明であ
る。

【００１４】一方、スクリーンからの反射光は、拡大手
段を再度透過することにより拡大する傾向を増して、拡
大しながら観察者の眼に至る。これにより、観察者に提
供される映像の各点を表す光束の径が増大する。

【００１５】拡大手段の拡大率は直交する２方向で異な
り、表示手段の各点からの光束の拡大は異方的に行われ
る。拡大率の大きい方向および小さい方向をそれぞれ観
察者の水平視野の方向および垂直視野の方向に対応させ
ることにより、水平方向についても垂直方向について
も、光束の拡大の程度を視野の大きさに合致させること
ができる。これにより、光束の過剰な拡大による光量の
低下と拡大不足による映像のけられの双方を同時に避け
ることが可能になり、明るく質の高い映像を提供するこ
とができる。

【００１６】拡大手段は表示手段の各点からの光束を１
方向に拡大するものであってもよく、拡大率が２方向で
異なる限り、表示手段の各点からの光束を直交する２方
向に拡大するものであってもよい。

【００１７】拡大手段は光束を回折により分離して拡大
する回折素子とすることができる。拡大手段として回折
素子を用いると、回折条件の設定次第で、回折次数、回
折角および回折強度を自由に選択することが可能であ
り、これにより、光束の拡大の程度と拡大後の光束の強
度分布を自由に設定することができる。拡大後の光束の
強度を中央部から周辺部まで略均一にすることで、映像
の明るさを眼の向きにかかわらず一定にすることが可能
になる。

【００１８】前記目的を達成するために、本発明ではま
た、再帰反射性を有するスクリーンと、左眼用の映像と
右眼用の映像を個別に表示する１対の表示手段と、それ
ぞれ１対の表示手段からの光を投射して、表示手段に表
示された映像の拡大された像をスクリーンに形成する１
対の投射光学系と、投射光学系とスクリーンとの間にス
クリーンに近接して配置され、投射光学系からの光を透
過させるとともに、投射光学系からの光に含まれる表示
手段の各点からの光束を拡大する拡大手段とで映像表示
装置を構成し、次の式１の関係を満たすようにする。 ２・ｒ・ｓｉｎ（θ／２）≦Ｄ≦２・｛Ｗ−ｒ・ｓｉｎ（θ／２）｝ …式１ ここで、ｒは観察者の眼の回旋中心と瞳孔との距離、θ
は観察者の水平視野角、Ｗは観察者の左右の眼の間隔、
Ｄは観察者の眼の位置における表示手段の各点からの光
束の左右の眼を結ぶ直線に平行な方向の幅である。

【００１９】この映像表示装置は、左眼用の映像と右眼
用の映像を個別に表示して再帰反射性を有するスクリー
ンに投射するものであり、例えば、視差のある２つの映
像を表示して立体的な映像を提供する場合に用いられ
る。投射光学系とスクリーンの間には投射光学系からの
光を透過させる拡大手段が配置されている。観察者は、
投射光学系からの光が入射する方向から、拡大手段を介
してスクリーンを見ることにより、スクリーンに形成さ
れる映像を観察することができる。

【００２０】拡大手段は、スクリーンに向かう投射光学
系からの光に含まれる表示手段の各点からの光束を拡大
し、また、スクリーンで反射された光束も拡大する。拡
大手段がスクリーンに近接して配置されているため、前
述のように、スクリーンに鮮明な像を形成しつつ、その
像を構成する各点からの光束の径を増大させることが可
能である。

【００２１】式１において、Ｄは観察者の各眼に導かれ
る拡大された光束の両眼の離間方向に沿った幅を表して
おり、この値が小さ過ぎれば、提供される映像にけられ
が生じ、逆に大き過ぎれば、クロストークが生じる。左
辺は、観察者の水平方向の視野角に対応する眼球の弦の
長さを表しており、光束の幅Ｄが左辺の値以上であれ
ば、観察者が眼をその視野角内でどの方向に向けても、
瞳孔が光束の内部に入ることになる。右辺は、両眼の離
間距離の２倍から上述の弦の長さを減じた長さを表して
おり、光束の幅Ｄが右辺の値以下であれば、一方の眼に
提供する映像を表す光束の中に他方の眼の瞳孔が入るこ
とはない。

【００２２】この映像表示装置では、左右の眼に提供す
る映像を構成する光束それぞれの中に左右の瞳孔が確実
に入るように、拡大後の光束の幅の下限を定めているた
め、提供する映像にけられは生じない。また、左眼用の
映像の光と右眼用の映像の光は同一のスクリーンに投射
されるが、スクリーンの再帰反射性によって両映像の光
を分離するとともに、拡大手段による光束の拡大に上限
を定めて分離を確実にしているため、クロストークも生
じない。

【００２３】上記の各映像表示装置において、拡大手段
が、表示手段の周辺部の各点からの光束を、表示手段の
中央部の各点からの光束よりも大きな拡大率で拡大する
ようにすることもできる。けられは映像の周辺部に生じ
易いが、このようすることで、けられを防止するための
条件設定、例えば、式１の左側の不等号の関係を満たす
ことが容易になる。

【００２４】投射光学系からの光をスクリーンに導き、
スクリーンからの光を観察者の眼に導くコンバイナを備
えるようにしてもよい。投射光学系からスクリーンに至
る光路とスクリーンから観察者の眼に至る光路のいずれ
か一方の一部を折り返すことになり、投射光学系を観察
者の眼と等価な位置またはそのごく近傍に配置すること
ができる。これにより、映像の各点を表す光束それぞれ
の中心が確実に観察者の眼を通るようになって、光の損
失、けられおよびクロストークの発生を防止するための
拡大手段の拡大率の設定が容易になる。

【００２５】スクリーンからの光を観察者の眼に導い
て、スクリーンに形成された像の虚像を観察者に与える
接眼光学系を備えるようにしてもよい。スクリーン上の
映像を接眼光学系によってさらに拡大することが可能に
なり、提供する映像の視野を一層広くし、また、装置を
より小型にすることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の映像表示装置につ
いて図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の映
像表示装置１の構成を図１に示す。図１は映像表示装置
１の平面図である。映像表示装置１は、１対の液晶表示
器１１Ｌ、１１Ｒ、１対の投射光学系１２Ｌ、１２Ｒ、
スクリーン１３、および回折光学素子１４を備えてい
る。

【００２７】液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒは透過型であ
り、液晶パネル上に２次元の映像を表示して、表示した
映像によりバックライト光源からの光を変調して射出す
る。液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒはそれぞれ観察者の左右
の眼ＥＬ、ＥＲに提供するための映像を表示する。液晶
表示器１１Ｌ、１１Ｒに表示する２つの映像に視差をも
たせることにより、立体感の高い映像を提供することが
できる。

【００２８】投射光学系１２Ｌ、１２Ｒは、液晶表示器
１１Ｌ、１１Ｒから射出された光をそれぞれスクリーン
１３に向けて投射して、スクリーン１３上に結像させ
る。スクリーン１３に形成される映像は、液晶表示器１
１Ｌ、１１Ｒに表示された映像を拡大したもので、広い
範囲にわたる。投射光学系１２Ｌは、その射出瞳が観察
者の左眼ＥＬと同じ高さかつ左眼ＥＬの近傍となる位置
に配置されており、投射光学系１２Ｒも同様に、その射
出瞳が観察者の右眼ＥＲと同じ高さかつ右眼ＥＲの近傍
となる位置に配置されている。観察者はスクリーン１３
への光の入射方向から、スクリーン１３上の像を観察す
ることになる。

【００２９】投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの光軸は平行で
あり、スクリーン１３は投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの光
軸に対して垂直に配置されている。スクリーン１３に形
成される左眼用の映像と右眼用の映像は一部分が重なり
合う。

【００３０】スクリーン１３は再帰反射性を有してお
り、入射する光のほとんど全てを入射方向に反射する。
投射光学系１２Ｌ、１２Ｒから投射された光はそれぞれ
投射光学系１２Ｌ、１２Ｒに向けて反射されることにな
り、スクリーン１３上で重なっている左眼用の映像と右
眼用の映像の光は、観察者の位置では分離する。

【００３１】回折光学素子１４はホログラフィック光学
素子であり、スクリーン１３の反射面に近接して配置さ
れている。回折光学素子１４は、投射光学系１２Ｌ、１
２Ｒからの光を透過させるとともに、回折させて、投射
光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光に含まれる液晶表示器１
１Ｌ、１１Ｒの映像の各点からの光束を拡大する。

【００３２】スクリーン１３および回折光学素子１４の
一部を拡大して図２に示す。スクリーン１３は、直径１
０μｍ程度またはそれ以下のごく微小なガラスビーズ１
３ａを平面状に配置して、背面に反射膜１３ｂを設ける
ことにより作製されている。各ガラスビーズ１３ａに入
射する光は、表面で屈折してビーズの背面に達し、反射
膜１３ｂで反射される。反射膜１３ｂで反射された光は
表面で再度屈折し、ガラスビーズ１３ａの直径以下の微
小距離だけ入射光から離間して、入射光と平行な光路を
進む。これにより再帰反射性が実現される。

【００３３】回折光学素子１４は、１次元の回折を生じ
させるように設定されている。回折光学素子１４による
回折の方向は、左右の眼ＥＬ、ＥＲの離間方向すなわち
観察者の水平視野の方向である。回折光学素子１４が、
−１次、０次、＋１次の３本の回折光を生じさせる場合
を例にとって、光束の拡大について説明する。

【００３４】投射光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光に含ま
れる液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒの映像の各点からの光束
は、回折光学素子１４を透過することにより、３本の光
束となってスクリーン１３に入射する。これら３本の光
束はスクリーン１３で再帰反射されて回折光学素子１４
の同一部位を透過し、それぞれ３本の光束となる。±１
次の回折光の回折角αは往路と復路で等しいため、回折
光学素子１４を２回透過した光束には進行方向が一致す
るものが生じる。その結果、映像の各点を表す光束は５
本になる。

【００３５】スクリーン１３で反射された液晶表示器１
１Ｌ、１１Ｒの映像の同一点からの光束の、投射光学系
１２Ｌ、１２Ｒの位置での断面の例を図３に示す。観察
者の垂直視野の方向（以下、垂直方向という）について
の光束の幅ＤＶは、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの射出瞳
の径ｄと同じであるが、水平視野の方向（以下、水平方
向という）についての光束の幅ＤＨは、射出瞳径ｄより
も大きくなっている。すなわち、回折光学素子１４によ
る光束の拡大は異方的である。この例では、各光束が半
径に略等しい距離ずつずれるようにしており、隣合う光
束同士が重なっている。

【００３６】映像の同一点を表す５本の光束のうち、中
央の一本は投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの射出瞳に向か
い、観察者に対して内側の２本が眼ＥＬ、ＥＲに映像を
提供する光束となる。光束の水平方向の幅ＤＨを大きく
することで、左右の端部にけられのない映像を容易に提
供することができる。また、光束の垂直方向の幅ＤＶと
なる投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの射出瞳径ｄを、垂直視
野に対応する程度の大きさとしておけば、上下の端部に
けられのない映像を提供することができる。

【００３７】回折光学素子１４がスクリーン１３に近接
しているため、回折光学素子１４からスクリーン１３に
向かう３本の光束のスクリーン１３上での結像位置は、
きわめて接近しており、ほとんど同じ位置となる。した
がって、スクリーン１３に形成される像にぼけが生じる
ことはなく、観察者に提供される映像の鮮明さが低下す
ることはない。

【００３８】回折光学素子１４の回折条件、すなわち、
何次の回折光を生じさせるか、回折光の回折角を何度と
するか、回折光の強度比をどのようにするかは、回折光
学素子１４の設定次第で自由に定めることが可能であ
る。したがって、回折角に依存する光束の水平方向の幅
ＤＨや、回折光の強度比に依存する光束の強度分布の設
定の自由度は高い。

【００３９】例えば、０次、±１次の３本の回折光が等
強度となるように回折光学素子１４を設定すると、映像
の一点を表す５本の光束の強度比は、中央の光束に関し
て対称になって、中央から外側に３：２：１となる。ま
た、±１次の回折光と０次の回折光の強度比が２：１と
なるように回折光学素子１４を設定すると、映像の一点
を表す５本の光束の強度比は、中央から外側に９：４：
４となる。後者の設定では、眼ＥＬ、ＥＲに映像を提供
する２本の光束の強度を等しくすることができる。

【００４０】なお、ここでは理解を容易にするために回
折光学素子１４が３本の回折光を生じさせる例を示した
が、回折光学素子１４の回折条件は自由に設定してよ
く、特に、回折光の数は多いほど好ましい。映像の同一
点を表す光束の重なり合いを多くして、強度分布をより
均一にできるからである。強度分布が均一であれば、ど
の方向に眼ＥＬ、ＥＲを向けても、眼に入射する同一点
を表す光の量が一定になって、映像の明るさに変動が生
じない。

【００４１】第２の実施形態の映像表示装置２の構成を
図４に示す。図４は映像表示装置２の平面図である。映
像表示装置２は、映像表示装置１に１対の接眼光学系１
５Ｌ、１５Ｒを加えるとともに、回折光学素子１４に代
えて拡散板１６を備えたものである。他の構成要素は映
像表示装置１のものと同様であり、重複する説明は省略
する。

【００４２】観察者の眼ＥＬ、ＥＲに入射するスクリー
ン１３からの光は、接眼光学系１５Ｌ、１５Ｒの正のパ
ワーにより、スクリーン１３よりも遠方の面Ｍから到来
する光と等価になり、観察者は面Ｍ上に位置する拡大さ
れた虚像を観察することになる。したがって、映像表示
装置２は、映像表示装置１よりもさらに広視野の映像を
提供することが可能であり、視野を同程度とする場合
は、より小型の装置となる。

【００４３】拡散板１６はスクリーン１３の反射面に近
接して配置されている。拡散板１６は、投射光学系１２
Ｌ、１２Ｒからの光を透過させるとともに、拡散させ
て、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光に含まれる液晶
表示器１１Ｌ、１１Ｒの映像の各点からの光束を拡大す
る。

【００４４】スクリーン１３および拡散板１６の一部を
拡大して図５に示す。拡散板１６は、直交する２方向で
拡散の度合いが異なる異方拡散性を有しており、観察者
の垂直視野の方向よりも水平視野の方向に大きく拡散す
るように配置されている。投射光学系１２Ｌ、１２Ｒか
らの光に含まれる映像の各点を表す光束は、拡散板１６
を透過することにより、垂直方向に拡散角α、水平方向
に拡散角βで拡散されて（α＜β）、断面が楕円形とな
ってスクリーン１３に入射する。

【００４５】スクリーン１３によって再帰反射された光
束は、拡散板１６の同一部位を透過し、もう一度拡散さ
れる。このため、拡散板１６を２回透過した後の光束
の、垂直方向の拡散角は２α、水平方向の拡散角は２β
となる。なお、拡散板１６がスクリーン１３に近接して
いるため、スクリーン１３に形成される像にぼけが生じ
ないのは前述のとおりである。

【００４６】スクリーン１３で反射された液晶表示器１
１Ｌ、１１Ｒの映像の同一点からの光束の、投射光学系
１２Ｌ、１２Ｒの位置での断面を図６に示す。光束の垂
直方向の幅ＤＶも水平方向の幅ＤＨも、投射光学系１２
Ｌ、１２Ｒの射出瞳の径ｄよりも大きいが、光束は水平
方向により大きく拡大されている。

【００４７】光束の水平方向の幅ＤＨを大きくすること
で、左右の端部にけられのない映像を容易に提供するこ
とができる。また、光束の垂直方向の幅ＤＶを、垂直視
野に対応する大きさとすることで、上下の端部にけられ
のない映像を提供することができる。映像表示装置１と
異なり、光束は垂直方向にも拡大されるから、映像表示
装置２では、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒとして射出瞳径
ｄのより小さい小型軽量のものを用いることができる。

【００４８】第３の実施形態の映像表示装置３の構成を
図７に示す。図７は映像表示装置３の側面図である。映
像表示装置３は、映像表示装置１にハーフミラー１７を
追加して、液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒおよび投射光学系
１２Ｌ、１２Ｒの位置を変えるとともに、回折光学素子
１４に代えて別の回折光学素子１８を備えたものであ
る。

【００４９】ハーフミラー１７は観察者の眼ＥＬ、ＥＲ
とスクリーン１３の間に、スクリーンに対して４５゜傾
けて配置されている。投射光学系１２Ｌ、１２Ｒは、互
いの光軸を平行にして、かつ光軸がハーフミラー１７と
４５゜の角度で交差するように配置されている。ハーフ
ミラー１７は、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒによって投射
された光を反射してスクリーン１３に導き、スクリーン
１３によって反射された光を透過させて観察者の眼Ｅ
Ｌ、ＥＲに導くコンバイナとして機能する。なお、各構
成要素の位置や向きを変えて、ハーフミラー１７が、投
射光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光を透過させてスクリー
ン１３に導き、スクリーン１３からの光を反射して眼Ｅ
Ｌ、ＥＲに導くようにしてもよい。

【００５０】投射光学系１２Ｌ、１２Ｒは、ハーフミラ
ー１７に関して、観察者の眼ＥＬ、ＥＲと対称な位置に
それぞれ配置されている。投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの
光軸はそれぞれ眼ＥＬ、ＥＲの中心を通り、また、射出
瞳はそれぞれ眼ＥＬ、ＥＲと光学的に等価な位置にあ
る。

【００５１】スクリーン１３および回折光学素子１８の
一部を拡大して図８に示す。回折光学素子１８は、投射
光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光を透過させるとともに、
回折させて、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒからの光に含ま
れる液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒの映像の各点からの光束
を拡大する。回折光学素子１８は、２枚の回折素子１８
ａ、１８ｂを接合して成り、スクリーン１３の反射面に
近接して配置されている。回折素子１８ａ、１８ｂはそ
れぞれ１次元の回折を生じさせるように設定されている
が、前者が水平方向に、後者が垂直方向に回折を生じさ
せるように配置されており、回折光学素子１８全体とし
ての回折は２次元となる。

【００５２】回折素子１８ａと回折素子１８ｂの回折条
件の設定は異なり、光束は垂直方向よりも水平方向に大
きく拡大される。回折素子１８ａが−１次、０次、＋１
次の３本の回折光を生じさせ、回折素子１８ｂが−１
次、＋１次の２本の回折光を生じさせ、両者の±１次の
回折角が等しい場合を例にとって光束の拡大について説
明する。

【００５３】回折素子１８ａによる水平方向の回折は、
第１の実施形態で説明したように、投射光学系１２Ｌ、
１２Ｒからの光に含まれる液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒの
映像の各点からの光束を、最終的に５本の光束とする。
回折素子１８ｂによる垂直方向の回折は、映像の各点か
らの光束をまず２本の光束とし、次いでそれぞれの光束
を２本の光束とするが、それらのうちの２本は進行方向
が一致するため、最終的には３本の光束とすることにな
る。結局、映像の一点を表す光束は、回折光学素子１８
によって、水平方向に５本、垂直方向に３本の計１５本
の光束とされる。

【００５４】映像の同一点からの光束の観察者の眼Ｅ
Ｌ、ＥＲの位置での断面の例を図９に示す。ここでは、
各光束が半径に略等しい距離ずつずれるようにしてお
り、隣合う光束同士が重なっている。光束の垂直方向の
幅ＤＶも水平方向の幅ＤＨも、投射光学系１２Ｌ、１２
Ｒの射出瞳の径ｄよりも大きいが、光束は水平方向によ
り大きく拡大されている。

【００５５】投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの光軸が眼Ｅ
Ｌ、ＥＲの中心を通るため、第１の実施形態の映像表示
装置１と異なり、水平方向の５本の光束の全てを眼Ｅ
Ｌ、ＥＲに映像を提供する光として用いることが可能で
あり、したがって、光束の水平方向の幅ＤＨ全体を水平
視野に対応させることができる。その結果、映像表示装
置３では、観察者の眼ＥＬ、ＥＲに入射する可能性のな
い光を皆無とすることが可能になり、左右方向および上
下方向の周辺部にけられがないだけでなく、より明るい
映像を提供することができる。

【００５６】回折光学素子１８の回折条件は自由に設定
してよい。例えば、回折素子１８ａ、１８ｂの回折光に
同じ回折次数のものを含めたり、それらの回折角を等し
くしたりする例示した設定は、必須ではない。また、前
述のように、回折光の数を多くして重なり合いを多くす
ることにより、映像の同一点を表す光束の強度分布を均
一にすると、眼の向きによって映像の明るさが変動する
のを防止することができて好ましい。

【００５７】第４の実施形態の映像表示装置４の構成を
図１０、図１１および図１２に示す。これらの図はそれ
ぞれ、映像表示装置４の側面図、平面図および正面図で
ある。映像表示装置４は、映像表示装置３に接眼光学系
１５Ｌ、１５Ｒを追加するとともに、回折光学素子１８
に代えて拡散板１９を備えたものである。接眼光学系１
５Ｌ、１５Ｒを備えたことにより、観察者はスクリーン
１３よりも遠方に位置する拡大された虚像を観察するこ
とになる。

【００５８】スクリーン１３および拡散板１９の一部を
拡大して図１３に示す。拡散板１９は、スクリーン１３
に近接して配置されており、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒ
からの光を透過させるとともに、拡散させて、投射光学
系１２Ｌ、１２Ｒからの光に含まれる液晶表示器１１
Ｌ、１１Ｒの映像の各点からの光束を拡大する。拡散板
１９の拡散性は等方的であり、光束は水平方向と垂直方
向に同じ率で拡大される。光束は拡散板１９を２回透過
することにより、拡散板１９の拡散角αの２倍拡散され
る。観察者の眼ＥＬ、ＥＲの位置での光束の断面を図１
４に示す。光束の幅Ｄはどの方向についても同じであ
る。

【００５９】映像表示装置４では、けられと同時にクロ
ストークも確実に防止するように、光束の幅Ｄおよび拡
散角αを定めている。映像表示装置４における映像の同
一点を表す光束の幅Ｄの設定について、図１５を参照し
ながら説明する。図１５において、Ａは眼ＥＬ、ＥＲの
中心視軸、Ｂは左眼ＥＬの回旋中心と右眼ＥＲの回旋中
心を結ぶ直線、Ｐは眼ＥＬ、ＥＲの瞳孔、ｒは回旋中心
から瞳孔Ｐまでの距離、θは水平視野角、Ｗは左右の眼
ＥＬ、ＥＲの間隔すなわち回旋中心間の距離である。

【００６０】瞳孔Ｐが水平視野角の範囲内でとり得る位
置範囲の直線Ｂの方向についての幅は、水平視野角に対
応する眼球の弦の長さ２・ｒ・ｓｉｎ（θ／２）であ
る。眼ＥＬ、ＥＲの位置における光束の直線Ｂ方向の幅
がこの式の値以上であれば、眼ＥＬ、ＥＲの向きにかか
わらず瞳孔Ｐが光束の内部に収まることになり、けられ
は生じない。

【００６１】一方の眼に他方の眼の瞳孔Ｐが水平視野角
の範囲内で最も接近するときの、一方の眼の回旋中心か
ら他方の眼の瞳孔Ｐまでの直線Ｂ方向の間隔は、Ｗ−ｒ
・ｓｉｎ（θ／２）である。眼ＥＬ、ＥＲの位置におけ
る光束の直線Ｂ方向の幅の１／２がこの式の値以下であ
れば、一方の眼に与えるべき光束の中に他方の瞳孔Ｐが
入ることはなく、クロストークは発生しない。

【００６２】したがって、観察者の眼ＥＬ、ＥＲの位置
における光束の直線Ｂ方向の幅Ｄが式１を満たせば、け
られもクロストークも発生することはない。映像表示装
置４はこの関係を満たすように設定されている。 ２・ｒ・ｓｉｎ（θ／２）≦Ｄ≦２・｛Ｗ−ｒ・ｓｉｎ（θ／２）｝ …式１（再掲）

【００６３】回旋中心と瞳孔との距離ｒ、水平視野角
θ、および左右の眼の間隔Ｗに、成人の標準的な値であ
る９ｍｍ、１２０゜および６０ｍｍをそれぞれ代入する
と、式２となる。 １６ｍｍ≦Ｄ≦１０４ｍｍ …式２

【００６４】一方、光束の幅Ｄは、拡散板１９の拡散角
αの正接に、スクリーン１３から眼ＥＬ、ＥＲまでの距
離Ｌを乗じた値の２倍に、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの
射出瞳径ｄを加えた値で近似され、式３で表される。 Ｄ≒ｄ＋２・Ｌ・ｔａｎα …式３

【００６５】映像表示装置４の設定の具体的な一例を示
すと、投射光学系１２Ｌ、１２Ｒの射出瞳径ｄは２ｍ
ｍ、スクリーン１３から眼ＥＬ、ＥＲまでの距離Ｌは１
５０ｍｍであり、式２を満たすために、拡散板１９の拡
散角αは式４の範囲とされている。 ３゜≦α≦１８゜ …式４

【００６６】式４の右側の不等号の関係によりクロスト
ークの防止が確保される。ただし、拡散角αが大きくな
るにつれて、提供する画像の明るさは低下し、また、観
察者の眼ＥＬ、ＥＲに入射する可能性のない光が増大す
ることになる。したがって、拡散角αを３゜程度とし
て、光の利用効率を高めて、より明るい画像を提供する
ようにしている。

【００６７】なお、本実施形態では、等方的な拡散板１
９を用いて光束の拡大率を水平方向と垂直方向で同じに
しているが、第１ないし第３の実施形態で説明したよう
に、水平方向の拡大率を垂直方向の拡大率よりも大きく
するようにしてもよい。また、偏光板１９に代えて回折
光学素子によって光束の拡大を行うようにしてよい。

【００６８】式１の範囲内であれば、映像のあらゆる点
からの光束について幅Ｄを一定にする必要はなく、映像
の部位ごとに光束の幅Ｄを違えることもできる。映像の
周辺部は中央部よりもけられが生じ易いが、周辺部の各
点を表す光束を中央部の各点を表す光束よりも大きく拡
大することで、けられを生じさせないための条件設定が
容易になる。

【００６９】映像の部位間で光束の拡大率を違える場
合、拡大率が連続して変化するようにしてもよく、段階
的に変化するようにしてもよい。拡散板で光束の拡大を
行う場合、中央から周辺に向かって拡散角αを連続して
大きくすることで拡大率を連続的に変化させることがで
き、所定の範囲ごとに拡散角αを一定とすることで、拡
大率を段階的に変化させることができる。

【００７０】回折光学素子で光束の拡大を行う場合は、
同一次数の回折光の回折角を連続して変化させたり、段
階的に変化させたりすることで同じ結果が得られる。ま
た、例えば、映像の中央部で０次および±１次の回折を
生じさせ、周辺部で０次、±１次および±２次の回折を
生じさせるというように、取り出す回折光の数を変える
ことで、拡大率を段階的に変化させることもできる。

【００７１】光束の拡大率を映像の中央部よりも周辺部
で大きくすることは、映像表示装置４に限らず、第１〜
第３の実施形態の映像表示装置１〜３にも適用可能であ
る。拡大率を大きくすると映像の明るさは低下すること
になるが、主たる観察対象ではない周辺部の明るさが多
少低下しても、映像の質への影響は僅かである。

【００７２】上記の各実施形態では、光束を拡大する手
段として回折光学素子または拡散板を用いたが、プリズ
ムアレイも光束拡大手段として利用することができる。
光束を拡大するためのプリズムアレイの例を図１６に示
す。図１６の（ａ）に示したプリズムアレイ２１は、略
５０μｍのピッチで多数の直角プリズム２１ａを平行に
配置したものであり、光束を１方向に拡大するのに用い
られる。

【００７３】図１６の（ｂ）に示したプリズムアレイ２
２は、プリズムアレイ２１のプリズム２１ａに、その長
さ方向に垂直な方向にも互いに直交する傾斜面を設け
て、プリズム２１ａを分割してプリズム２２ａとしたも
のである。プリズムアレイ２２は、光束を直交する２方
向に異なる拡大率で拡大するのに用いられる。プリズム
アレイ２１、２２は、平坦な面をスクリーン１３に向け
て、スクリーン１３に近接して配置する。

【００７４】各実施形態の映像表示装置１〜４では、臨
場感を高めるために、視差があるだけでなく、広視野す
なわち広い範囲を表す映像を提供する。観察者の左右の
眼に与える映像の範囲をできるだけ広くするためには、
左右の映像が表す範囲を同じにするのではなく、左眼用
の映像と右眼用の映像に共通の範囲を設けながらも、左
眼用の映像のみに含まれる範囲と右眼用の映像のみに含
まれる範囲を設けるのが好ましい。

【００７５】映像が表す範囲のこのような設定を、図１
７に模式的に示す。図１７において、（ａ）は左眼用の
映像の範囲ＶＬと右眼用の映像の範囲ＶＲを表してお
り、（ｂ）は観察者が視覚を通じて脳で認識する映像の
全範囲を表している。斜線を付した部分は、左眼用の映
像範囲ＶＬと右眼用の映像範囲ＶＲに共通の範囲であ
る。

【００７６】観察者が認識する全範囲のうち共通の範囲
の明るさは、左眼用の映像の光と右眼用の映像の光が重
なるため、残りの範囲の２倍となる。その結果、共通の
範囲と残りの範囲とで明るさに大きな差異が生じ、共通
の範囲の左右の端縁である境界線Ｃが観察者に明確に認
識され、大きな違和感を招くことになる。

【００７７】映像表示装置１〜４では、この不都合を回
避するための手段を液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒに備えて
いる。左眼用の映像の光を表示する液晶表示器１１Ｌの
平面図を図１８に示す。バックライト光源１１ａはメタ
ルハライドランプ１１ｂと放物面リフレクタ１１ｃより
成り、バックライト光源１１ａと液晶パネル１１ｐの間
に、液晶パネル１１ｐの表示範囲１１ｑに対応する矩形
の開口１１ｅを有する遮光板１１ｄが配置されている。

【００７８】遮光板１１ｄの正面図を図１９に示す。遮
光板１１ｄの開口１１ｅの端部（右眼用の映像を表示す
る液晶表示器１１Ｒ側の端部）には、開口１１ｅの水平
方向の大きさの１／８程度の幅を有する垂直方向に細長
いＮＤフィルタ１１ｆが設けられている。ＮＤフィルタ
１１ｆの透過率は、遮光板１１ｄの枠部から開口１１ｅ
の方向に向かって増大するように設定されており、枠部
側で０％、開口側で１００％である。右眼用の映像を表
示する液晶表示器１１Ｒも同様の構成であり、遮光板の
開口の液晶表示器１１Ｌ側の端部にＮＤフィルタ１１ｆ
を備えている。

【００７９】このように、液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒに
ＮＤフィルタ１１ｆを備えたことで、左眼用の映像と右
眼用の映像の共通の範囲の端部の光量を徐々に低下させ
ることができ、図１７の（ｂ）に示した境界線Ｃが明確
に認識されることがなくなる。なお、ＮＤフィルタ１１
ｆを設けた遮光板１１ｄを、バックライト光源１１ａと
液晶パネル１１ｐの間に配置するのではなく、液晶パネ
ル１１ｐに関してバックライト光源１１ａの反対側に配
置するようにしてもよい。また、その配置では、ＮＤフ
ィルタ１１ｆに代えて遮光膜を設けるとともに、液晶パ
ネル１１ｐと遮光膜の距離を大きくして、光が遮光膜の
裏側にも回ることを利用して境界線Ｃの不明確化を図る
ようにしてもよい。

【００８０】ＮＤフィルタ１１ｆにより境界線Ｃを不明
確にすることは、透過型の液晶表示器１１Ｌ、１１Ｒに
代えて、反射型の液晶表示器で映像を表示する場合にも
有効である。反射型の液晶表示器により映像を表示する
構成を図２０に示す。

【００８１】反射型の液晶表示器１１’は、ランプ１１
ｂ’とリフレクタ１１ｃ’より成る光源１１ａ’、反射
型液晶パネル１１ｐ’、遮光板１１ｄ’、偏光板１１
ｇ、および偏光分離（ＰＢＳ）板１１ｈより成る。光源
１１ａ’は、その光軸が液晶パネル１１ｐ’と平行にな
るように配置されている。偏光分離板１１ｈは、入射す
るＰ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射するもので、液晶パ
ネル１１ｐ’に対して４５゜傾けて配置されている。偏
光板１１ｇは偏光分離板１１ｈに対してＳ偏光となる直
線偏光のみを透過させるもので、光源１１ａ’と偏光分
離板１１ｈの間に配置されている。

【００８２】遮光板１１ｄ’は、図１９に示した遮光板
１１ｄと同様のもので、液晶パネル１１ｐ’の表示範囲
１１ｑ’に対応する開口１１ｅ’と、その一端に設けら
れたＮＤフィルタ１１ｆ’を有する。遮光板１１ｄ’
は、偏光分離板１１ｈと平行に、偏光分離板１１ｈに関
して液晶パネル１１ｐ’の反対側に配置されている。

【００８３】光源１１ａ’からの無偏光の光は、偏光板
１１ｇによって直線偏光とされ、Ｓ偏光として偏光分離
板１１ｈに入射し、液晶パネル１１ｐ’に向けて反射さ
れる。液晶パネル１１ｐ’に入射した光は反射されると
ともに、表示した映像に応じて変調されて、偏光分離板
１１ｈに対してＰ偏光とＳ偏光の両偏光を含む光とな
る。液晶パネル１１ｐ’からの光は、偏光分離板１１ｈ
に再入射し、Ｐ偏光のみがこれを透過して、映像を表す
光となる。偏光分離板１１ｈを透過した映像を表す光
は、遮光板１１ｄ’の開口１１ｅ’を通過する際にＮＤ
フィルター１１ｆ’によって端部の光量を低減されて、
図外の投射光学系に至る。

【００８４】映像表示装置１〜４では、このような反射
型の液晶表示器１１’で映像を表示することも可能であ
る。透過型と反射型の液晶表示器のいずれを用いるか
は、自由に選択してよい。

【００８５】

【発明の効果】再帰反射性を有するスクリーンと、表示
手段と、投射光学系と、表示手段の各点からの光束を直
交する２方向で拡大率が異なるように拡大する拡大手段
を備えた本発明の映像表示装置では、映像の各点を表す
光束の径を人の水平視野角と垂直視野角に応じて設定す
ることが容易である。このため、光束径が垂直方向に過
大になることと水平方向に過小になることの双方を同時
に防止することができ、明るくかつけられのない質の高
い映像を提供することが可能である。しかも、投射光学
系として射出瞳の大きい大型のものを使用する必要がな
いから、小型軽量の装置となる。

【００８６】拡大手段として表示手段の各点からの光束
を１方向に拡大するものを備えると、拡大手段自体を簡
素な構成とすることができる。

【００８７】拡大手段として表示手段の各点からの光束
を直交する２方向に拡大するものを備える構成では、射
出瞳のより小さな投射光学系を用いることが可能にな
り、装置が一層小型軽量になる。

【００８８】拡大手段として光束を回折により分離して
拡大する回折素子を用いると、光束の拡大の程度を自由
に設定することができるため、拡大率の設定が容易であ
る。また、拡大後の光束の強度分布も自由に設定するこ
とができるため、拡大後の光束の強度を中央部から周辺
部まで略均一にして、提供する映像の明るさを眼の向き
にかかわらず一定にすることが可能になる。

【００８９】再帰反射性を有するスクリーンと、１対の
表示手段と、１対の投射光学系と、表示手段の各点から
の光束を拡大する拡大手段とを備えて、式１の関係を満
たすようにした映像表示装置では、左右の眼に視差のあ
る映像を与えて立体感を高めることができる。しかも、
映像にけられやクロストークが生じるのを確実に防止す
ることが可能であり、観察者に高い臨場感を提供するこ
とができる。

【００９０】拡大手段が、表示手段の周辺部の各点から
の光束を、表示手段の中央部の各点からの光束よりも大
きな拡大率で拡大するようにした構成では、けられの発
生防止が容易になる。

【００９１】コンバイナを備える構成では、観察者の眼
を投射光学系と等価な位置またはそのごく近傍に配置す
ることができて、拡大手段の拡大率の設定が容易にな
る。

【００９２】接眼光学系を備える構成では、スクリーン
上の映像を接眼光学系によってさらに拡大することが可
能になり、提供する映像の視野を一層広くすることがで
きる。また、投射光学系から再帰反射面までの距離を短
くして、装置を一層小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の映像表示装置の平面図。

【図２】 第１の実施形態の映像表示装置のスクリーン
と回折光学素子の拡大平面図。

【図３】 第１の実施形態の映像表示装置における映像
の各点を表す光束の投射光学系の位置での断面図。

【図４】 第２の実施形態の映像表示装置の平面図。

【図５】 第２の実施形態の映像表示装置のスクリーン
と拡散板の拡大斜視図。

【図６】 第２の実施形態の映像表示装置における映像
の各点を表す光束の投射光学系の位置での断面図。

【図７】 第３の実施形態の映像表示装置の側面図。

【図８】 第３の実施形態の映像表示装置のスクリーン
と回折光学素子の拡大斜視図。

【図９】 第３の実施形態の映像表示装置における映像
の各点を表す光束の観察者の眼の位置での断面図。

【図１０】 第４の実施形態の映像表示装置の側面図。

【図１１】 第４の実施形態の映像表示装置の平面図。

【図１２】 第４の実施形態の映像表示装置の正面図。

【図１３】 第４の実施形態の映像表示装置のスクリー
ンと拡散板の拡大平面図。

【図１４】 第４の実施形態の映像表示装置における映
像の各点を表す光束の観察者の眼の位置での断面図。

【図１５】 第４の実施形態の映像表示装置における映
像の各点を表す光束の幅の設定原理を示す図。

【図１６】 各実施形態の映像表示装置で光束の拡大に
代用されるプリズムアレイの斜視図。

【図１７】 各実施形態の映像表示装置で表示される左
右の映像の範囲と観察者に認識される範囲を模式的に示
す図。

【図１８】 各実施形態の映像表示装置の透過型の液晶
表示器の平面図。

【図１９】 各実施形態の映像表示装置の液晶表示器に
備えられた遮光板の正面図。

【図２０】 各実施形態の映像表示装置で代用される反
射型の液晶表示器の平面図。

【符号の説明】

１、２、３、４ 映像表示装置 １１Ｌ、１１Ｒ 液晶表示器 （表示手段） １２Ｌ、１２Ｒ 投射光学系 １３ 再帰反射性スクリーン １４ 回折光学素子 （拡大手段） １５Ｌ、１５Ｒ 接眼光学系 １６ 拡散板 （拡大手段） １７ ハーフミラー （コンバイナ） １８ 回折光学素子 （拡大手段） １９ 拡散板 （拡大手段） ２１、２２ プリズムアレイ（拡大手段） １１ｐ、１１ｐ’ 液晶パネル １１ａ、１１ａ’ 光源 １１ｂ、１１ｂ’ ランプ １１ｃ、１１ｃ’ リフレクタ １１ｄ、１１ｄ’ 遮光板 １１ｅ、１１ｅ’ 開口 １１ｆ、１１ｆ’ ＮＤフィルタ １１ｇ 偏光板 １１ｈ 偏光分離板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 恭 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 笠井 一郎 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 遠藤 毅 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 谷尻 靖 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H021 BA01 BA04 5G435 AA01 AA03 AA18 BB12 BB17 CC11 DD02 DD06 FF03 FF05 FF06 GG09 HH04 LL15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再帰反射性を有するスクリーンと、 映像を表示する表示手段と、 前記表示手段からの光を投射して、前記表示手段に表示
   された映像の拡大された像を前記スクリーンに形成する
   投射光学系と、 前記投射光学系と前記スクリーンとの間に前記スクリー
   ンに近接して配置され、前記投射光学系からの光を透過
   させるとともに、前記投射光学系からの光に含まれる前
   記表示手段の各点からの光束を、直交する２方向で拡大
   率が異なるように、拡大する拡大手段とを備えることを
   特徴とする映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記拡大手段は前記表示手段の各点から
   の光束を１方向に拡大することを特徴とする請求項１に
   記載の映像表示装置。
3. 【請求項３】 前記拡大手段は前記表示手段の各点から
   の光束を直交する２方向に拡大することを特徴とする請
   求項１に記載の映像表示装置。
4. 【請求項４】 前記拡大手段は光束を回折により分離し
   て拡大する回折素子であることを特徴とする請求項１に
   記載の映像表示装置。
5. 【請求項５】 再帰反射性を有するスクリーンと、 左眼用の映像と右眼用の映像を個別に表示する１対の表
   示手段と、 それぞれ前記１対の表示手段からの光を投射して、前記
   表示手段に表示された映像の拡大された像を前記スクリ
   ーンに形成する１対の投射光学系と、 前記投射光学系と前記スクリーンとの間に前記スクリー
   ンに近接して配置され、前記投射光学系からの光を透過
   させるとともに、前記投射光学系からの光に含まれる前
   記表示手段の各点からの光束を拡大する拡大手段とを備
   え、 観察者の眼の回旋中心と瞳孔との距離をｒ、観察者の水
   平視野角をθ、観察者の左右の眼の間隔をＷ、観察者の
   眼の位置における前記表示手段の各点からの光束の左右
   の眼を結ぶ直線に平行な方向の幅をＤで表すとき、 ２・ｒ・ｓｉｎ（θ／２）≦Ｄ≦２・｛Ｗ−ｒ・ｓｉｎ
   （θ／２）｝ の関係を満たすことを特徴とする映像表示装置。
6. 【請求項６】 前記拡大手段は、前記表示手段の周辺部
   の各点からの光束を、前記表示手段の中央部の各点から
   の光束よりも大きな拡大率で拡大することを特徴とする
   請求項１または請求項５に記載の映像表示装置。
7. 【請求項７】 前記投射光学系からの光を前記スクリー
   ンに導き、前記スクリーンからの光を観察者の眼に導く
   コンバイナを備えることを特徴とする請求項１または請
   求項５に記載の映像表示装置。
8. 【請求項８】 前記スクリーンからの光を観察者の眼に
   導いて、前記スクリーンに形成された像の虚像を観察者
   に与える接眼光学系を備えることを特徴とする請求項１
   または請求項５に記載の映像表示装置。