JPH07270722A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体観察に適した輻輳角に設定され、かつ液
晶表示素子に表示された映像の虚像の像面傾斜を軽減す
るようにした映像表示装置を提供する。 【構成】 映像表示装置は、映像を表示する映像表示素
子（ＬＣＤ）１と、ＬＣＤ１からの映像光束を観察者の
左右眼球へ振り分けるレンチキュラーレンズ５と、左右
に振り分けられた映像光束を左右眼球に拡大投影する接
眼光学系４とを具える。接眼光学系４は、ＬＣＤ１の中
心を通りかつＬＣＤ１と直交する直線Ｌ₁を光軸とし、
左右眼球２Ｌ、２Ｒに対応する左右一対の開口部３Ｌ、
３Ｒを有する。ＬＣＤ１および接眼光学系４が同軸上に
配置されているので、ＬＣＤ１上の映像の虚像も同軸上
に傾斜しない状態で形成され、また、プリズムを使用し
ていないので、色収差は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像を観察者の左右眼
球に導くことにより立体映像を観察し得るようにした映
像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】立体映像を観察し得る映像表示装置の従
来例としては、例えば特開平５−２６０５２７号公報に
開示されたものがある。この従来例は、観察者の左右眼
球用に共通に用いる映像表示手段としての液晶パネル
（ＬＣＤ）に、左眼用映像および右眼用映像を含む映像
を表示し、この映像を、液晶パネルの前面に設けたレン
チキュラーレンズにより左右に振り分け、振り分けられ
た左眼用映像および右眼用映像を夫々、接眼光学系を介
して観察者の左右眼球に拡大投影することにより、立体
映像を拡大して観察し得るようにしている。

【０００３】上記従来例においては、観察者の眼幅中心
とパネル中心とが対応するように配置した液晶パネルに
表示された映像を、左右一対の接眼光学系で直接観察す
るようにした場合、液晶パネルに表示された映像の虚像
が傾斜したり、輻輳角が大きくなり過ぎて左右映像の融
像が極めて困難になったりする不具合が生じるので、立
体映像を観察し得る映像表示装置として構成する上で好
ましくない。そこで、液晶パネルおよび接眼光学系の間
に、左右一対のくさび形のプリズムを設けて、上記像面
傾斜および輻輳角の不具合に対処しようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、上記２つの不具合を解消するため液晶パネルおよび
接眼光学系の間にプリズムを介在させているが、プリズ
ムにより輻輳角を立体観察に適する値に調整すると上記
像面傾斜を完全に補正することはできず、逆に、プリズ
ムにより上記像面傾斜を完全に補正するとプリズムによ
り輻輳角を立体観察に適する値に調整することができ
ず、トレードオフの関係になる。その上、プリズムを使
用しているためプリズムによる色収差の発生が避けられ
ない。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、立体観察に適した輻輳角に設定され、
かつ上記像面傾斜を軽減するようにした映像表示装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項１の構成は、映像を表示する映像表示手段と、
前記映像表示手段からの映像光束を観察者の左右眼球へ
振り分ける映像振分手段と、左右に振り分けられた映像
光束を左右眼球に拡大投影する接眼光学系とを具える映
像表示装置において、前記接眼光学系は、前記映像表示
手段の中心を通りかつ前記映像表示手段と直交する直線
を光軸とし、左右眼球に対応する左右一対の開口部を有
する光学系であることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の請求項２の構成は、映像を
表示する映像表示画面を有する映像表示素子と、前記映
像表示画面の前面に設けられ前記映像を左眼用映像光束
および右眼用映像光束に振り分ける映像振分手段と、前
記映像振分手段の前方に設けられ前記左眼用映像光束お
よび右眼用映像光束を入射される第１の面と、前記左眼
用映像光束を反射させるとともに前記右眼用映像光束を
射出させる第２の面と、前記右眼用映像光束を反射させ
るとともに前記左眼用映像光束を射出させる第３の面と
の３つの面を有する矩形プリズムと、前記左眼用映像光
束から観察者の左眼用の射出瞳を形成する左眼用接眼光
学系と、前記右眼用映像光束から観察者の右眼用の射出
瞳を形成する右眼用接眼光学系とを具えて成ることを特
徴とするものである。

【０００８】また、本発明の請求項３の構成は、映像表
示手段と、前記映像表示手段により形成された映像を観
察者の眼球へ導くための射出瞳を形成する接眼光学系
と、前記接眼光学系により前記映像を前記射出瞳に射出
するための観察窓とを有する顔面装着部と、前記顔面装
着部を観察者の頭部に支持する支持手段とを具える映像
表示装置において、前記観察窓側に背面が位置するよう
に前記映像表示手段を前記顔面装着部に配置することに
より、前記映像表示手段の表面側に映像表示画面が位置
するように配置し、前記映像表示画面の前面に前記映像
を振り分ける映像振分手段を設けたことを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１の構成によれば、映像表示手
段からの映像光束は映像振分手段により観察者の左右眼
球へ振り分けられ、左右に振り分けられた映像光束は夫
々、接眼光学系により左眼用映像光束および右眼用映像
光束として左右眼球に拡大投影される。その際、前記接
眼光学系は、前記映像表示手段の中心を通りかつ前記映
像表示手段と直交する直線を光軸とし、左右眼球に対応
する左右一対の開口部を有する光学系であるので、前記
映像表示手段および接眼光学系が同軸上に配置されるこ
とになり、映像表示手段上の映像の虚像も同軸上に傾斜
しない状態で形成される。したがって、観察者は左右眼
球で異なる像面傾斜のない映像を観察することになり、
立体観察が可能になる。また、映像表示手段の中心から
射出された映像光束は観察者の左右眼球の中心へ入射す
る際に接眼光学系により屈折されるので、輻輳角を立体
観察に適した値に設定することができる。さらに、上記
接眼光学系はプリズムを使用していないので、色収差が
発生することはない。

【００１０】また、本発明の請求項２の構成によれば、
映像表示素子の映像表示画面の前面には、映像表示素子
からの映像を左眼用映像光束および右眼用映像光束に振
り分ける映像振分手段が設けられ、前記映像振分手段の
前方には、前記左眼用映像光束および右眼用映像光束を
入射される第１の面と、前記左眼用映像光束を反射させ
るとともに前記右眼用映像光束を射出させる第２の面
と、前記右眼用映像光束を反射させるとともに前記左眼
用映像光束を射出させる第３の面との３つの面を有する
矩形プリズムが設けられている。よって、前記左眼用映
像光束から観察者の左眼用の射出瞳を形成する左眼用接
眼光学系により前記左眼用映像光束を左眼に導くととも
に前記右眼用映像光束から観察者の右眼用の射出瞳を形
成する右眼用接眼光学系により前記右眼用映像光束を右
眼に導くことにより、前記左眼用接眼光学系、右眼用接
眼光学系および矩形プリズムの相互作用により像面傾斜
が補正され、像面傾斜のない左眼用映像および右眼用映
像が得られ、それら映像によって立体観察を行うことが
できる。その際、前記矩形プリズムを、例えば前記第２
の面および第３の面から射出する映像光束がそれらの面
とほぼ直交するように構成することにより、色収差がほ
とんど発生しないようにすることができる。

【００１１】また、本発明の請求項３の構成によれば、
支持手段により観察者の頭部に支持される顔面装着部に
は、映像表示手段により形成された映像を観察者の眼球
へ導く接眼光学系により前記映像を射出瞳に射出するた
めの観察窓が形成され、前記映像表示手段は前記観察窓
側に背面が位置するように前記顔面装着部に配置するこ
とにより前記映像表示手段の表面側に映像表示画面が位
置するように配置され、前記映像表示画面の前面には前
記映像を振り分ける映像振分手段が設けられているの
で、前記接眼光学系により前記映像光束を観察者の左右
眼に導くことにより像面傾斜のない左眼用映像および右
眼用映像が得られ、それら映像によって立体観察を行う
ことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。映像表示手段に表示された映像を接眼光学系
により観察者の眼球へ拡大投影するようにした映像表示
装置では、映像を十分遠方に虚像として投影するため
に、接眼光学系の前方側焦点位置近傍に映像表示素子を
配置する必要がある。また、映像表示手段として液晶
（ＬＣＤ）を用いる場合には、映像表示画面の全域で見
込む角度が同一もしくはほぼ一定値であることが望まし
い。そのためには、接眼光学系の後方側焦点位置近傍に
アイポイントを配置することが望ましい。

【００１３】このような望ましい条件を満足させる光学
系の一例を図１に示す。図１は本発明の映像表示装置の
第１実施例の構成を示す図である。図１の映像表示装置
は、映像表示手段としてのＬＣＤ１と、ＬＣＤ１の中心
を通りかつＬＣＤ１と直交する直線Ｌ₁ を光軸とし、左
右眼球２Ｌ、２Ｒに対応する左右一対の開口部３Ｌ、３
Ｒを有する左右一体型の接眼光学系４と、上記ＬＣＤ１
の前方に配置される映像振分手段としてのレンチキュラ
ーレンズ５とを具えて成る。

【００１４】上記接眼光学系４のＬＣＤ１側の主点から
ＬＣＤ１までの距離Ｌは、接眼光学系４の焦点距離ｆに
応じた値に設定され、本実施例では、距離Ｌを焦点距離
ｆとほぼ等しく設定している。レンチキュラーレンズ５
は、図２に示すように、ＬＣＤ１より射出される映像光
束を左右眼球へ向かう方向に振り分ける作用を有してい
る。すなわち、ＬＣＤ１上の映像表示面１ａには多数の
画素１ｂが形成されており、これら画素１ｂに左眼用映
像（Ｌ）、右眼用映像（Ｒ）を交互に配置した映像を表
示することにより、全映像光束の内、図１にＬで示した
画素からの光束が左眼用映像光束として振り分けられ、
Ｒで示した画素からの光束が右眼用映像光束として振り
分けられ、左右眼球２Ｌ、２Ｒに導かれる。

【００１５】上記接眼光学系４としては、図３に示すよ
うに、左右光学系で共通に用いる原レンズ６に左右眼球
２Ｌ、２Ｒに対応する左右一対の開口部３Ｌ、３Ｒを形
成し、開口部３Ｌ、３Ｒ内に接眼レンズ７Ｌ、７Ｒを設
けたものを用いている。なお、接眼レンズの代わりに回
折光学素子等を用いてもよい。このように構成すると、
接眼光学系において実際に有効な光束が通過する範囲は
一部であることから、その一部の範囲を通過する光束を
利用するように接眼レンズ７Ｌ、７Ｒを配置することに
より接眼光学系の小型化が可能になる。また原レンズ６
内に接眼レンズ７Ｌ、７Ｒを一体的に配置しているの
で、別体化した場合のように左右接眼レンズの位置調整
が必要になることはなく、接眼光学系の製作が容易にな
る。

【００１６】次に、この第１実施例の作用を説明する。
図１において、接眼光学系４によりＬＣＤ１からの映像
光束を観察者の左右眼球２Ｌ、２Ｒに導くと、上記のよ
うにＬＣＤ１および接眼光学系４が同軸上に配置されて
いるので、ＬＣＤ１上の映像の虚像も同軸上に傾斜しな
い状態で形成される。このとき、観察者は左右眼球２
Ｌ、２ＲでＬＣＤ１上に表示された同一映像の虚像を観
察することになるが、ＬＣＤ１の前方にはレンチキュラ
ーレンズ５が配置されているので、ＬＣＤ１より射出さ
れる映像光束はレンチキュラーレンズ５によって左右に
振り分けられて、上述したように左眼用映像光束および
右眼用映像光束となる。したがって、観察者は左右眼球
２Ｌ、２Ｒで異なる像面傾斜のない映像を観察すること
になり、立体観察が可能になる。その際、上記接眼光学
系４はプリズムを使用していないので、色収差が発生す
ることはない。

【００１７】また、ＬＣＤ１の中心から射出された映像
光束は観察者の眼球３Ｌ、３Ｒの中心へ入射する際に接
眼光学系により屈折されるため、輻輳角を立体観察に適
した値に設定することができる。例えば、接眼光学系４
のＬＣＤ１側の主点からＬＣＤ１までの距離Ｌを接眼光
学系４の焦点距離ｆと一致させると、輻輳角が立体観察
に適した値である０度になり、ＬＣＤ１の映像の虚像は
無限遠に投影されることになる。

【００１８】また、接眼光学系４のＬＣＤ１側の主点か
らＬＣＤ１までの距離Ｌを接眼光学系４の焦点距離ｆよ
りも若干短く設定するため、距離Ｌを次式

【数１】 ０≦｛Ｄ（ｆ−Ｌ）／（２ｆＬ）｝≦０．０５ −（１） （ただし、Ｄは眼幅であり、通常６５ｍｍである）によ
り規定した場合には、輻輳が内向きになり、輻輳角が立
体観察に適した０〜５度になる。この場合、虚像の位置
が観察者側に近付くことになるが、本実施例では映像振
分手段として正のパワーを有するレンチキュラーレンズ
を用いているので、上記虚像を十分遠方に投影すること
ができる。

【００１９】図４は本発明の映像表示装置の第２実施例
の構成を示す図であり、上記第１実施例と同一の部分に
は同一符号を付けて説明を省略する。この第２実施例
は、接眼光学系４の構成を第１実施例とは一部変更して
いる。すなわち、本実施例の左右一体型の接眼光学系４
は、図５に示すように、左右光学系で共通に用いる原レ
ンズ６に左右眼球２Ｌ、２Ｒに対応する開口部８を形成
し、開口部８内に左右一体型接眼レンズ９を設けたもの
を用いている。なお、接眼レンズの代わりに回折光学素
子等を用いてもよい。

【００２０】この第２実施例は、上記第１実施例と同様
の効果が得られる上に、接眼レンズを左右一体化したこ
とにより接眼光学系の製作性が第１実施例よりも向上す
る効果が得られる。

【００２１】図６は本発明の映像表示装置の第３実施例
の構成を示す図であり、上記第１実施例と同一の部分に
は同一符号を付けて説明を省略する。この第３実施例
は、接眼光学系４の構成を第１実施例とは一部変更し、
さらに、ＬＣＤ１からレンチキュラーレンズ５を経て接
眼光学系４に至る光路中に反射鏡１０を設けるように変
更している。

【００２２】すなわち、本実施例の左右一体型の接眼光
学系４は、上述したように接眼光学系４において原レン
ズ６の中央部は利用されていないことに着目して、原レ
ンズ６の中央部６ａを図７に示すようにくり抜いて、Ｌ
ＣＤ１およびレンチキュラーレンズ５を収容する空間を
形成し、その空間内に、図６に示すように裏面が観察者
眼球側に向くように配置したＬＣＤ１と、ＬＣＤ１の表
面（映像表示画面）の近傍に配置したレンチキュラーレ
ンズ５とを収容している。さらに、接眼光学系４の光軸
Ｌ₁ 上に反射鏡１０を配置することにより、ＬＣＤ１の
映像光束をレンチキュラーレンズ５で左右に振り分けた
左眼用映像光束および右眼用映像光束を夫々、反射鏡１
０で折り返して、第１実施例と同一経路で接眼光学系４
の接眼レンズ７Ｌ、７Ｒに入射するようにしている。

【００２３】この第３実施例は、上記第１実施例と同様
の効果が得られる上に、接眼光学系４の原レンズ６の必
要部分のみを残して、不要部分をくり抜いて形成した空
間内にＬＣＤ１およびレンチキュラーレンズ５を収容
し、光路を反射鏡で折り返したことにより、第１実施例
よりも装置全体が小型化される効果が得られる。

【００２４】図８は本発明の映像表示装置の第４実施例
の構成を示す図であり、上記第３実施例と同一の部分に
は同一符号を付けて説明を省略する。この第４実施例
は、接眼光学系４の構成を第３実施例とは一部変更して
いる。すなわち、本実施例の接眼光学系４は、第３実施
例と同様に配置したＬＣＤ１、レンチキュラーレンズ５
および反射鏡１０により折り返された左眼用映像光束お
よび右眼用映像光束を捕捉する位置（つまり、第３実施
例の接眼光学系４と同一位置）に配置した左右一対のフ
レネルレンズ１１Ｌ、１１Ｒにより構成されている。

【００２５】この第４実施例は、上記第３実施例と同様
の効果が得られる上に、接眼光学系４の原レンズ等を左
右分離型のフレネルレンズ１１Ｌ、１１Ｒに置き換えた
ことにより、装置全体を第３実施例よりも軽量化する効
果が得られる。

【００２６】図９は本発明の映像表示装置の第５実施例
の構成を示す図であり、上記第４実施例と同一の部分に
は同一符号を付けて説明を省略する。この第５実施例
は、接眼光学系４、ＬＣＤ１、レンチキュラーレンズ５
および左右一対のフレネルレンズ１１Ｌ、１１Ｒは第４
実施例と同一のものを用いているが、レンチキュラーレ
ンズ５および左右一対のフレネルレンズ１１Ｌ、１１Ｒ
間の光学系の構成を第４実施例とは一部変更している。
すなわち、本実施例においては、ＬＣＤ１の前方に位置
するレンチキュラーレンズ５の前方にプリズム１２を設
け、プリズム１２と左右一対のフレネルレンズ１１Ｌ、
１１Ｒとの間に左右一対の傾斜ミラー１３Ｌ、１３Ｒを
設けている。

【００２７】上記プリズム１２としては、左眼用映像光
束および右眼用映像光束を入射される矩形形状の第１の
面１２ａと、前記左眼用映像光束を反射させるとともに
前記右眼用映像光束を射出させる第２の面１２ｂと、前
記右眼用映像光束を反射させるとともに前記左眼用映像
光束を射出させる第３の面１２ｃとの３つの面を有する
矩形プリズムを用いる。この矩形プリズム１２は、例え
ば図９に示すように、その断面形状を第２の面１２ｂお
よび第３の面１２ｃを等辺とする二等辺三角形とし、二
等辺の頂角をほぼ４５度とすることにより、図示の振分
角度特性を有するレンチキュラーレンズ５により振り分
けられた左眼用映像光束および右眼用映像光束がプリズ
ム１２を射出する際には、第２の面１２ｂおよび第３の
面１２ｃとほぼ直交するようになる。なお、振分角度特
性の異なるレンチキュラーレンズを用いる場合には、そ
の振分角度特性に応じてプリズム１２の頂角を調整する
ことは言うまでもない。

【００２８】この第５実施例は、上記第４実施例と同様
の効果が得られる上に、プリズム１２および傾斜ミラー
１３Ｌ、１３Ｒの作用により像面傾斜が補正されるとと
もに、接眼光学系４においてプリズム１２を射出する主
光線が第２の面１２および第３の面１２ｃとほぼ直交す
るため色収差がほとんど発生しない効果が得られ、さら
に、従来例に比べてＬＣＤの配光特性の影響を軽減する
ことができる効果も得られる。

【００２９】図１０は本発明の映像表示装置の第６実施
例の構成を示す図であり、上記第５実施例と同一の部分
には同一符号を付けて説明を省略する。この第６実施例
は、上記第５実施例の傾斜ミラー１３Ｌ、１３Ｒおよび
フレネルレンズ１１Ｌ、１１Ｒを１枚の拡大反射鏡１４
に置き換えたものであり、その他の部分は第５実施例と
同様に構成する。

【００３０】図１１は図１０の映像表示装置を用いて構
成した頭部装着型映像表示装置の全体図である。この頭
部装着型映像表示装置は、ＬＣＤ１により形成された映
像を観察者の眼球へ導くための射出瞳を形成する接眼光
学系４と、接眼光学系４により前記映像を前記射出瞳に
射出するための観察窓１５Ｌ、１５Ｒとを有する顔面装
着部１６と、顔面装着部１６を観察者の頭部に支持する
支持手段としてのヘッドバンド１７を具えて成る。ここ
で、ＬＣＤ１は、前記観察窓側に背面が位置するように
顔面装着部１６に配置されているため、映像表示画面は
ＬＣＤ１の表面側に位置するようになっている。

【００３１】前記映像表示画面の前面には前記映像を振
り分ける映像振分手段であるレンチキュラーレンズ５が
設けられており、それにより左右に振り分けられた映像
光束を観察者の眼球に導くため、レンチキュラーレンズ
５および拡大反射鏡１４間には矩形プリズム１２が設け
られている。なお、拡大反射鏡のカーブを変えることに
より、矩形プリズム１２を用いずに接眼光学系４を構成
してもよい。

【００３２】この第６実施例は、上記第５実施例と同様
の効果が得られる上に、上記の光学素子の置き換えによ
り、第５実施例よりも構成が簡略化される効果が得られ
る。さらに、拡大反射鏡に代えてハーフミラーを用いる
こともでき、その場合、シースルーを実現することがで
きる。

【００３３】図１２は本発明の映像表示装置の第７実施
例の構成を示す図であり、上記第６実施例と同一の部分
には同一符号を付けて説明を省略する。この第７実施例
は、上記第６実施例の拡大反射鏡１４を回折光学素子１
８Ｌ、１８Ｒに置き換えたものであり、その他の部分は
第６実施例と同様に構成する

【００３４】この第７実施例は、上記第６実施例と同様
の効果が得られる上に、上述した光学素子の置き換えに
より、第６実施例よりも装置全体が軽量化される効果が
得られる。

【００３５】図１３は本発明の映像表示装置の第８実施
例の構成を示す図であり、上記第２実施例と同一の部分
には同一符号を付けて説明を省略する。この第８実施例
は、上記第２実施例における映像振分手段であるレンチ
キュラーレンズ５を、ＬＣＤ１を照明する照明光の入射
方向を変化させる手段であるコリメータレンズ１９に置
き換えたものであり、その他の部分は第２実施例と同様
に構成する。

【００３６】具体的には、光源２０Ｌ、２０Ｒを夫々、
左右の眼球中心およびＬＣＤ１の中心を含む平面上に、
ＬＣＤ１の中心を通りＬＣＤ１と直交する直線Ｌ₁ に対
し左右対称の位置に配置し、光源２０Ｌ、２０Ｒおよび
ＬＣＤ１間にコリメータレンズ１９を設け、コリメータ
レンズ１９の光源側の焦点面内近傍に光源２０Ｌ、２０
Ｒが位置するようにする。

【００３７】この第８実施例においては、上記第２実施
例と同様の効果が得られる上に、ＬＣＤ１に１フレーム
毎に左右映像を入れ換えて表示し、その映像表示と同期
させて左眼用映像を表示している間は光源２０Ｌを点灯
させ、右眼用映像を表示している間は光源２０Ｒを点灯
させることにより、左右眼球２Ｌ、２Ｒの夫々に対応し
た映像が振り分けられて投影されるので、立体映像の観
察を行うことができる。

【００３８】なお、本発明は上述した例のみに限定され
るものではなく、種々の変形または変更を加えることが
できる。例えば、上記請求項１の構成において、前記接
眼光学系の主点と前記映像表示手段との間の距離を、前
記接眼光学系の焦点距離とほぼ等しくすることができ、
その場合、前記映像表示素子の前記接眼光学系による虚
像が十分遠方に投影されることとなり、眼球への負担が
少なくなるとともに、迫力のある映像を観察することが
できる。

【００３９】また、上記請求項１の構成において、前記
接眼光学系がフレネルレンズまたは回折光学素子を有す
るようにすることができ、その場合、接眼光学系が薄く
なるとともに、大きな拡大倍率を得ることができる。

【００４０】また、上記請求項１の構成において、前記
接眼光学系が拡大反射鏡を有するようにすることがで
き、その場合、装置の構成を簡略化して装置全体を小型
化することができる。

【００４１】また、上記請求項１の構成において、前記
映像表示手段と前記接眼光学系との間に設けることがで
き、その場合、光路を折り曲げて装置全体を小型化する
ことができる。

【００４２】また、上記請求項１の構成において、前記
映像振分手段をレンチキュラーレンズとすることがで
き、その場合、映像表示手段より左右に射出する光束を
振り分け、振り分けられた光束に左右眼球用の異なる映
像を対応させることにより、立体映像の観察が可能にな
る。

【００４３】また、上記請求項１の構成において、前記
映像表示手段を液晶表示素子とするとともに、前記映像
振分手段を前記液晶表示素子を照明する照明光の方向を
変化させる手段とすることができる。その場合、液晶表
示素子に表示する映像を１フレーム毎に左眼用映像と右
眼用映像とに切り換え、その切り換えに同期させるよう
に液晶表示素子を照明する照明光の方向を変化させるこ
とにより、液晶表示素子に左眼用映像が表示されている
間は、液晶表示素子から射出される映像光束が全て左眼
用接眼光学系を経て左眼に投影される方向から照明光が
液晶表示素子を照射し、同様に、次のフレームでは液晶
表示素子に右眼用映像が表示されている間は、液晶表示
素子から射出される映像光束が全て右眼用接眼光学系を
経て右眼に投影される方向から照明光が液晶表示素子を
照射することになる。したがって、液晶表示素子の全て
の画素を１枚の映像を構成するために利用することがで
き、きめ細かな映像を観察することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
構成によれば、映像表示手段からの映像光束は映像振分
手段により観察者の左右眼球へ振り分けられ、左右に振
り分けられた映像光束は夫々、接眼光学系により左眼用
映像光束および右眼用映像光束として左右眼球に拡大投
影される。その際、前記接眼光学系は、前記映像表示手
段の中心を通りかつ前記映像表示手段と直交する直線を
光軸とし、左右眼球に対応する左右一対の開口部を有す
る光学系であるので、前記映像表示手段および接眼光学
系が同軸上に配置されることになり、映像表示手段上の
映像の虚像も同軸上に傾斜しない状態で形成される。し
たがって、観察者は左右眼球で異なる像面傾斜のない映
像を観察することになり、立体観察が可能になる。ま
た、映像表示手段の中心から射出された映像光束は観察
者の左右眼球の中心へ入射する際に接眼光学系により屈
折されるので、輻輳角を立体観察に適した値に設定する
ことができる。さらに、上記接眼光学系はプリズムを使
用していないので、色収差が発生することはない。

【００４５】また、本発明の請求項２の構成によれば、
映像表示素子の映像表示画面の前面には、映像表示素子
からの映像を左眼用映像光束および右眼用映像光束に振
り分ける映像振分手段が設けられ、前記映像振分手段の
前方には、前記左眼用映像光束および右眼用映像光束を
入射される第１の面と、前記左眼用映像光束を反射させ
るとともに前記右眼用映像光束を射出させる第２の面
と、前記右眼用映像光束を反射させるとともに前記左眼
用映像光束を射出させる第３の面との３つの面を有する
矩形プリズムが設けられている。よって、前記左眼用映
像光束から観察者の左眼用の射出瞳を形成する左眼用接
眼光学系により前記左眼用映像光束を左眼に導くととも
に前記右眼用映像光束から観察者の右眼用の射出瞳を形
成する右眼用接眼光学系により前記右眼用映像光束を右
眼に導くことにより、前記左眼用接眼光学系、右眼用接
眼光学系および矩形プリズムの相互作用により像面傾斜
が補正され、像面傾斜のない左眼用映像および右眼用映
像が得られ、それら映像によって立体観察を行うことが
できる。その際、前記矩形プリズムを、例えば前記第２
の面および第３の面から射出する映像光束がそれらの面
とほぼ直交するように構成することにより、色収差がほ
とんど発生しないようにすることができる。

【００４６】また、本発明の請求項３の構成によれば、
支持手段により観察者の頭部に支持される顔面装着部に
は、映像表示手段により形成された映像を観察者の眼球
へ導く接眼光学系により前記映像を射出瞳に射出するた
めの観察窓が形成され、前記映像表示手段は前記観察窓
側に背面が位置するように前記顔面装着部に配置するこ
とにより前記映像表示手段の表面側に映像表示画面が位
置するように配置され、前記映像表示画面の前面には前
記映像を振り分ける映像振分手段が設けられているの
で、前記接眼光学系により前記映像光束を観察者の左右
眼に導くことにより像面傾斜のない左眼用映像および右
眼用映像が得られ、それら映像によって立体観察を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像表示装置の第１実施例の構成を示
す図である。

【図２】第１実施例のレンチキュラーレンズの作用を説
明するための図である。

【図３】第１実施例の接眼光学系の詳細図である。

【図４】本発明の映像表示装置の第２実施例の構成を示
す図である。

【図５】第２実施例の接眼光学系の詳細図である。

【図６】本発明の映像表示装置の第３実施例の構成を示
す図である。

【図７】第３実施例の接眼光学系の詳細図である。

【図８】本発明の映像表示装置の第４実施例の構成を示
す図である。

【図９】本発明の映像表示装置の第５実施例の構成を示
す図である。

【図１０】本発明の映像表示装置の第６実施例の構成を
示す図である。

【図１１】図１０の映像表示装置を用いて構成した頭部
装着型映像表示装置の全体図である。

【図１２】本発明の映像表示装置の第７実施例の構成を
示す図である。

【図１３】本発明の映像表示装置の第８実施例の構成を
示す図である。

【符号の説明】

１ 映像表示素子（ＬＣＤ） １ａ 映像表示面 １ｂ 画素 ２Ｌ、２Ｒ 眼球 ３Ｌ、３Ｒ 開口部 ４ 接眼光学系 ５ レンチキュラーレンズ ６ 原レンズ ７Ｌ、７Ｒ 接眼レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を表示する映像表示手段と、前記映
   像表示手段からの映像光束を観察者の左右眼球へ振り分
   ける映像振分手段と、左右に振り分けられた映像光束を
   左右眼球に拡大投影する接眼光学系とを具える映像表示
   装置において、 前記接眼光学系は、前記映像表示手段の中心を通りかつ
   前記映像表示手段と直交する直線を光軸とし、左右眼球
   に対応する左右一対の開口部を有する光学系であること
   を特徴とする映像表示装置。
2. 【請求項２】 映像を表示する映像表示画面を有する映
   像表示素子と、前記映像表示画面の前面に設けられ前記
   映像を左眼用映像光束および右眼用映像光束に振り分け
   る映像振分手段と、 前記映像振分手段の前方に設けられ前記左眼用映像光束
   および右眼用映像光束を入射される第１の面と、前記左
   眼用映像光束を反射させるとともに前記右眼用映像光束
   を射出させる第２の面と、前記右眼用映像光束を反射さ
   せるとともに前記左眼用映像光束を射出させる第３の面
   との３つの面を有する矩形プリズムと、 前記左眼用映像光束から観察者の左眼用の射出瞳を形成
   する左眼用接眼光学系と、 前記右眼用映像光束から観察者の右眼用の射出瞳を形成
   する右眼用接眼光学系とを具えて成ることを特徴とする
   映像表示装置。
3. 【請求項３】 映像表示手段と、前記映像表示手段によ
   り形成された映像を観察者の眼球へ導くための射出瞳を
   形成する接眼光学系と、前記接眼光学系により前記映像
   を前記射出瞳に射出するための観察窓とを有する顔面装
   着部と、前記顔面装着部を観察者の頭部に支持する支持
   手段とを具える映像表示装置において、 前記観察窓側に背面が位置するように前記映像表示手段
   を前記顔面装着部に配置することにより、前記映像表示
   手段の表面側に映像表示画面が位置するように配置し、 前記映像表示画面の前面に前記映像を振り分ける映像振
   分手段を設けたことを特徴とする映像表示装置。