JPH0772422A - 映像表示装置 - Google Patents

映像表示装置

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JPH0772422A
JPH0772422A JP6041166A JP4116694A JPH0772422A JP H0772422 A JPH0772422 A JP H0772422A JP 6041166 A JP6041166 A JP 6041166A JP 4116694 A JP4116694 A JP 4116694A JP H0772422 A JPH0772422 A JP H0772422A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトな光学系を使用しながら収差の発
生が少なく、大きな射出瞳径を持つ頭部装着式映像表示
装置等の映像表示装置。 【構成】 液晶表示素子２とその表示映像を使用者の網
膜上に投影する接眼レンズ３とを有する映像表示装置に
おいて、接眼レンズ３と接眼レンズ３により形成される
射出瞳６の間の光路中に第１の回折格子１１と第２の回
折格子１２が設けられ、映像の各波長に対する第２の回
折格子１１による回折角が第１の回折格子１２による回
折角と略一致するように、第１の回折格子１１と第２の
回折格子１２を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像表示装置に関し、
特に、コンパクトな光学系を使用しながら大きな射出瞳
径を持つ頭部装着式映像表示装置等の映像表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】バーチュアルリアリティ用、あるいは、
一人で大画面の映像を楽しむことができるようにするこ
と等を目的として、ヘルメット型、ゴーグル型の頭部装
着式映像表示装置の開発が進められている。
【０００３】このような頭部装着式映像表示装置は、液
晶表示素子等の２次元表示素子上に表示された映像を接
眼光学系を用いて使用者の網膜上に拡大投影するものが
一般的である（例えば、特開平４−１７０５１２号）。
しかし、接眼光学系の開口数が大きいと収差が発生しや
すく、これを防止するためには構成が複雑で大型レンズ
になるという問題がある。そこで、この開口数を照明系
側で制限する頭部装着式映像表示装置も提案されている
（特開平３−２１４８７２号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接眼レンズの
開口数が小さいと、使用者の眼の瞳孔で光線がケラレや
すくなる問題が生じる。この問題を図２８を用い説明す
る。図２８（ａ）は従来の頭部装着式映像表示装置の要
部を示している。照明系１により液晶表示素子２を背後
から照明し、この液晶表示素子２が表示する映像の拡大
像を接眼光学系である凸レンズ３で使用者の眼球４の網
膜５上に投影する。照明系１は凸レンズ３の収差を小さ
く抑えるために、小さな開口数で液晶表示素子２を照明
している。そのため、この頭部装着式映像表示装置の射
出瞳６の径は図示の通り小さい。この射出瞳６と使用者
の瞳孔位置７が厳密に一致するように頭部装着式映像表
示装置を装着すれば、少なくとも使用者が映像の中心を
注視している場合には、図示の通り、液晶表示素子２の
中心映像Ｐ1 、周辺映像Ｐ2 を射出する光線が瞳孔７を
通過するので、使用者には液晶表示素子２が映し出す映
像を中心から周辺まで観察することができる。なお、図
中、網膜５上のＰ1 ′、Ｐ2 ′はそれぞれ映像Ｐ1 、Ｐ
2 の像である。
【０００５】しかし、射出瞳６と使用者の瞳孔位置７が
厳密に一致していないと、光線が瞳孔７で蹴られ、映像
に陰りが生じる。さらに、図２８（ｂ）に示すように、
使用者が周辺映像Ｐ2 に視線を向けた場合には、眼球４
は眼球中央部付近にある回旋点を中心に回転するため、
瞳孔７位置が変移し、中心映像Ｐ1 、周辺映像Ｐ2 を射
出する光線が瞳孔７を益々通過し難くなる。そして、極
端な場合、映像が観察不能になってしまう。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、コンパクトな光
学系を使用しながら収差の発生が少なく、大きな射出瞳
径を持つ頭部装着式映像表示装置等の映像表示装置を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の映像表示装置は、映像を表示する映像表示手段と、
前記映像を使用者の網膜上に投影する接眼光学系とを有
する映像表示装置において、前記映像表示手段と前記接
眼光学系により形成される射出瞳の間の光路中に第１の
回折手段と第２の回折手段が設けられ、前記映像の各波
長に対する前記第２の回折手段による回折角が前記第１
の回折手段による回折角と略一致するように、前記第１
の回折手段及び第２の回折手段が構成されていることを
特徴とするものである。
【０００８】この場合、映像の最短波長に対する第１の
回折手段及び第２の回折手段それぞれの回折角が、接眼
光学系による投映像の視野角よりも大きくなるように構
成することが望ましい。
【０００９】また、第１の回折手段及び第２の回折手段
よりも射出瞳側に視野選択手段を配置することもでき
る。
【００１０】
【作用】本発明においては、接眼光学系と接眼光学系に
より形成される射出瞳の間の光路中に第１の回折手段と
第２の回折手段が設けられ、映像表示手段に表示された
映像の各波長に対する第２の回折手段による回折角が第
１の回折手段による回折角と略一致するように、第１の
回折手段及び第２の回折手段が構成されているので、表
示面からの入射光は第１の回折手段により、複数光に回
折して分けられ、これら光は第２の回折手段で再度回折
され、第１の回折手段への入射光と同じ角度で射出し、
結果として、射出光の光束は入射光のそれよりも広が
り、大きな射出瞳径となる。そのため、映像表示手段か
らの表示光の開口数を小さくでき、接眼光学系で発生す
る収差を少なくすることもできる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の映像表示装置をいくつかの実
施例に基づいて説明する。 第１実施例 図１は、実施例１の頭部装着式映像表示装置の要部を示
す図であり、この映像表示装置は、液晶表示素子２に表
示された映像を接眼光学系の凸レンズ３で拡大像として
使用者の眼球に投影するもので、液晶表示素子２はその
背後に配置された照明系１により照明され、その表示映
像が映し出されるようになっている。そして、本発明に
基づいて、接眼光学系の凸レンズ３とその射出瞳６の間
に同じ格子間隔を持つ回折格子１１、１２を２枚平行に
格子方向が一致するように配置する。
【００１２】このように、２枚の回折格子１１、１２を
配置すると、凸レンズ３を透過した平行光は、まず回折
格子１１に入射し、０次光、１次光、−１次光と分かれ
る。これらの光は、次に同じ格子間隔を持つ回折格子１
２に入射する。これらの光は再び回折して一部は平行光
となる。結果として、回折格子１１入射前の光束径ａ
は、射出後光束径ｂと拡がる。そのため、実効的な瞳径
が大きくなる。
【００１３】ここで使用できる回折格子１１、１２の例
を図２に模式的に示す。同図（ａ）は格子が輪帯状のも
のであり、同図（ｂ）は格子が縦横両方向に設けられた
ものであり、同図（ｃ）は縦又は横方向一方向（図の場
合は、縦方向）のみに設けられたものであり、また、同
図（ｄ）はハニカム状の回折格子であり、六角形の凸部
（又は、六角形の間の凹部）の列が上下又は左右に半ピ
ッチずれて並んでいるものである。また、２枚の回折格
子１１、１２は、例えば図３に示すように、ガラス板１
０の表と裏の面に一体に形成すれば、回折格子１１、１
２面間の間隔を安定に保持できる。なお、回折格子１
１、１２の持つ色分散は、回折格子を２枚用いているの
で、相互に補償するため補正できる。
【００１４】一例として、図２（ｂ）の回折格子を用い
たときに実効的に瞳径が大きくなる様子を図４を用いて
説明する。同図（ａ）は回折格子１１、１２を配置しな
いときの瞳径であり、接眼レンズ３の射出瞳６の径であ
る。これが回折格子１１、１２を配置することにより同
図（ｂ）のようになり、縦、横それぞれに１次と−１次
光が生成され、それによる拡大分を含むため、瞳径は約
３倍となる。このような拡大を行うための回折格子１１
と１２の配置の一例について検討すると、図５に示すよ
うに、回折格子のないときの瞳径ΦをΦ＝４ｍｍとし、
回折格子１１、１２での回折角φをφ＝３０°とする
と、図５のように回折光同士が重ならないで隣接するよ
うにするには、回折格子１１と回折格子１２の間の距離
Ｌは、 Ｌ＝Φ／ｔａｎφ＝６．９ｍｍ の関係から、６．９ｍｍとなる。
【００１５】上記の図４の場合は、回折光同士が接する
場合についてであったが、回折光同士の間に隙間が生じ
るように設定することもできる。図６は図４と同様な図
であり、図２（ｂ）の回折格子を用いたときの例であ
る。同図（ａ）は回折格子１１、１２を配置しないとき
の瞳径で、瞳径ΦをΦ＝４ｍｍとする。同図（ｂ）は回
折格子１１、１２を配置して、縦、横方向にそれぞれ１
ｍｍの隙間を生じさせたときの瞳状態である。全体の光
束径は１４ｍｍとなり、瞳拡大率は３．５（１２／４＝
３．５）倍で、図４の３倍より拡がる。
【００１６】この場合、隙間の量が大きいと、回折光同
士の間に眼球の瞳が位置したときときに光束が眼球の瞳
に入射せず、映像が見えなくなる恐れがある。図６で
は、斜め方向の隙間の量は３．１ｍｍとなり、頭部装着
式映像表示装置で映像を観賞しているときの使用者の瞳
径４ｍｍより小さくなるよう設定してある。しかしなが
ら、使用者の瞳の位置によって映像の明るさが変化する
という問題が生じる。
【００１７】図６のように回折光が分離するときの回折
格子間の距離は図７を見て分かるよう、Ｌ’＝５／ｔａ
ｎφの関係から、回折角φ＝３０°のとき、Ｌ’は８．
７ｍｍとなる。
【００１８】また、図２（ｄ）のハニカム状の回折格子
を用いたときの瞳の状態を図８に示す。この場合、１次
回折光は０次回折光を中心とした六角形の頂点に位置す
る。図６の場合と同様に、回折格子のないときの瞳径を
４ｍｍ、回折光同士の間の隙間の量を１ｍｍとすると、
回折格子のあるときの瞳径は同じく１４ｍｍとなる。し
かし、図６と比べて分かるように、隙間の面積は小さく
なる。したがって、使用者の眼球の瞳位置が変化して
も、映像の明るさは相対的に変化し難い。
【００１９】以上の例では、０次光と±１次光を用いて
瞳径を拡大する方式について述べてきたが、次の例では
±１次光のみを用いる。通常の回折格子の回折効率は波
長依存性を持っているため、赤・緑・青の３色を用いた
フルカラー映像を回折格子に通すと、中央部分と周辺部
分とで色が変化してしまうという問題がある。この問題
を解決するために、図９に斜視図を示すように、デュー
ティー比０．５の矩形回折格子を用いる。この矩形回折
格子の回折効率の溝深さ依存性を図１０に示す。図１０
には、赤・緑・青の光それぞれの０次光と１次光の回折
効率を示してある。同図から分かるように、赤・緑・青
での回折効率の溝深さ依存性は異なる。また、デューテ
ィー比０．５の矩形回折格子の特徴として、０次光がな
くなる溝深さにおいて１次光の強度は最大になる。この
１次回折光の山の頂上付近に矩形回折格子の溝深さを設
定すると（図９のｄ0 の位置）、１次回折効率の色によ
る違いはほとんどなくなり、また、０次光はどの色の光
でも非常に小さい。したがって、このような溝深さで
は、使用者の眼球の瞳位置による色変化が生じない。赤
色の波長０．６２μｍ、緑色の波長０．５５μｍ、青色
の波長０．４０μｍ、回折格子の屈折率１．５のとき、
上記の深さｄ0 は０．５８μｍである。この値は、２
（ｎ−１）ｄ0 ≒使用波長の関係を満たす。
【００２０】図１１にこのような矩形回折格子１１、１
２を用いた瞳径拡大の構成を示す。矩形回折格子１１に
入射した光は±１次に回折して矩形回折格子１２に入射
する。そして、＋１次回折光の中、一部は−１次に回折
して入射光と平行に眼４に入射し、−１次回折光の中、
一部は＋１次に回折して入射光と平行に眼４に入射す
る。したがって、２つの光は平行になって眼４に入射す
るので、横方向の瞳径が拡大する。
【００２１】いま、直径４ｍｍの入射光束を８ｍｍに拡
大するときの構成を図１２に示す。ここでは、回折によ
って分解した２つの光同士を隙間なく密接させる。ここ
で問題は、同図の点線で示した不要光であるが、後記の
図２２に示したように、この不要光によるゴースト像と
正規画像とが重ならないためには、視野角２θよりも不
要光の角度αが大きくなくてはならない。いま、視野角
を３０°とすると、α≧３０°となる。このαは回折角
φの２倍であるので、回折角φ≧１５°となる。光の波
長を０．４μｍとして、回折格子１１、１２のピッチは
ｐ＝λ／ｓｉｎθ＝１．５μｍとなる。後記の図２２の
０次光を使うときに比べて、２倍のピッチとなり、作製
が容易になる。
【００２２】この場合、２枚の回折格子１１、１２間の
距離Ｌ”は、 Ｌ”＝２／ｔａｎ１５°＝７．５ｍｍ となる。
【００２３】また、デューティー比０．５の矩形回折格
子を、図１３に斜視図を示すように、２次元の格子で形
成してもよい。この図１３の場合は、同じ大きさの長方
体が平面上に市松模様状に並んだ形状となっている。そ
して、横方向の格子ピッチＰx と縦方向の格子ピッチＰ
y は必ずしも一致させる必要はない。図９の１次元の格
子と同様に、溝深さｄ0 を０．５μｍ付近に設定する
と、赤・緑・青の３色光に対して０次光が発生しなくな
る。
【００２４】このような２次元回折格子１１、１２を、
図１４に示すように、２枚平行に並べると、互いに平行
に射出する４つの回折光を得ることができる。横方向の
ピッチＰx ＝２μｍ、縦方向のピッチＰy ＝２．５μ
ｍ、２枚の格子面の距離Ｌ＝５．７ｍｍのとき、射出瞳
は図１５のようになる。この射出瞳は、画角４５°の映
像を目に入射させたときに目を映像周辺に向けても、ケ
ラレが生じない瞳を形成している。
【００２５】以上、回折効率の波長依性を少なくするた
めの方法として、デューティー比０．５の矩形回折格子
を用いる方法について述べた。その他の方法としては、
デューティー比０．２５付近の矩形回折格子を用いる方
法もある。この回折格子の場合は、０次光も利用する。
デューティー比０．２６５のときの回折効率の溝深さ依
存性を図１６に示す。デューティー比０．２６５の矩形
回折格子は、０次の回折効率の谷と１次の回折効率の山
が一致する。この一致するときの溝深さは波長によって
異なるものの、なだらかな傾きで０次と１次の曲線が接
するので、波長による効率の変化は少ない。溝深さｄ0
＝０．５８μｍのとき、一番波長依存性が小さくなる。
このような矩形回折格子を図９のように１次元に形成し
てもよいし、図１３のように２次元に形成してもよい。
この方法では、９つの回折光を用いることができるの
で、瞳拡大率が大きく、かつ、色むらの少ない映像を提
供することができる。
【００２６】次の例として、凹凸形状が正弦波の回折格
子を用いて色変化を防止する方法について述べる。ここ
では、溝深さが互いに異なる回折格子１１、１２を用い
る。図１７に正弦波回折格子の回折効率と溝深さの関係
を示す。ここで、２枚の回折格子１１、１２の溝深さと
して図中のｄ1 とｄ2 を選択する。それぞれの回折光の
大きさを次の表に示す。
【００２７】 この場合、図５の配置で、回折格子１１として溝深さｄ
1 の正弦波回折格子を、回折格子１２として溝深さｄ2
のものを用いれば、ｄ1 のものの回折効率とｄ2 のもの
の回折効率の積が最終的な回折効率となるが、上の表を
見て分かるよう、２枚の回折格子１１、１２によって色
による回折効率の違いを補正することができる。
【００２８】ところで、本実施例では、図１８に矢印で
示すように、２枚の回折格子１１、１２を同時に回転さ
せると共に、２枚の格子１１、１２間の距離Ｌを変える
ことで、瞳拡大率を増加させることができる。回折格子
１１、１２としては、図９に示した０次光を発生させな
い１次元回折格子を用いる。この回折格子１１、１２を
２枚を回転させると、輪帯状の瞳ができる。また、この
輪体の半径は２枚の格子１１、１２間の距離Ｌで決ま
る。したがって、２枚の格子１１、１２を回転させなが
らその間の距離Ｌを変えることで、輪体状の瞳が重なり
合って大きな瞳ができる。例えば、図１９に示すよう
に、瞳径１．５ｍｍを直径９ｍｍにまで拡大することが
できる。
【００２９】以上の何れかの配置を用いて、瞳径が拡大
することにより、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、
使用者が眼球４を回転させても、中心映像Ｐ1 、周辺映
像Ｐ2 何れもからの光束の一部が瞳孔７を通過するの
で、中央映像Ｐ1 と周辺影像Ｐ2 は共に蹴られず明瞭に
観察できる。
【００３０】次に、余分な回折光によるゴースト像の処
理法について述べる。例えば図５の配置の２枚の回折格
子１１、１２を用いる場合、２枚の回折格子１１、１２
の何れか一方を通過し、他方で回折される光は余分な光
であり、これによってゴースト像が生じる。図２１
（ａ）はその一例を示す図であり、この例は、第１の回
折格子１１を通過して第２の回折格子１２で回折する光
である。今、回折角φが視野角２θよりも小さいと、使
用者の眼４には、図２１（ｂ）に示すように、正規画像
とゴースト像が重なって映ることになり、画質を落とす
ことになる。これを防ぐには、回折角φは視野角２θよ
りも大きくすればよい。例えば視野角２θ＝３０°、光
の波長λ＝０．４μｍのときは、回折格子１１、１２の
ピッチｐは、ｐ・ｓｉｎφ＝λの関係から、 ｐ＜λ／ｓｉｎ３０°＝０．８μｍ となり、回折格子１１、１２それぞれのピッチｐは０．
８μｍ以下であればよいことが分かる。なお、上記での
波長の設定では、可視光の中、回折角が小さい短波長を
選んだ。回折格子１１、１２のピッチｐをこのように設
定すれば、図２２に示すのように、ゴースト像は正規画
像から分離できる。
【００３１】ところで、図２２に示すように正規画像の
外周に存在するゴースト像を完全に消去するためには、
例えば図２３に示すように、第２の回折格子１２の射出
側に視野選択ガラス１３を配置すればよい。この視野選
択ガラス１３とは、日本板硝子（株）製の「アングル２
１」（商品名）のように、入射角の小さい光はそのまま
通過するが、入射角の大きな光は散乱して透過できなく
するものである。この特殊ガラス１３を回折格子１２と
眼４の間に配置し、回折格子１１、１２の回折角φを視
野角２θよりも大きくなるよう設定すると、ゴースト像
を生成する不用回折光は正規画像を生成する光よりも大
きな角で視野選択ガラス１３に入射するので、不用回折
光のみをここで散乱させることができ、ゴースト像を完
全に消去することができる。
【００３２】また、ゴースト像を除去する別の方法とし
ては、回折格子１２から眼の瞳面までの距離を長くする
という方法がある。すなわち、図２４に示すように、破
線で示した不要回折光が拡大瞳径ｂ内に入射しないよう
に、回折格子１２から眼の瞳面までの距離Ｗを設定すれ
ばよい。回折角をφ、拡大前の瞳径をａとすると、Ｗは
以下の式を満足すればよい。 Ｗ≧（ｂ＋ａ／２）／ｔａｎφ この方法では、回折角φを視野角２θよりも大きくする
必要がないので、回折格子ピッチの粗い回折格子１１、
１２を使用できる利点がある。
【００３３】第２実施例 次に、リレー光学系と接眼光学系で構成された頭部装着
式映像表示装置に本発明を適用した実施例の要部を図２
５に示す。図２５において、液晶表示素子２と接眼レン
ズ３の間にリレーレンズ１４が配置され、また、接眼光
学系１６は接眼レンズ３とミラー１５で構成されてい
る。そして、本発明に基づいて、例えば図３に示したよ
うな一体の回折格子１１、１２をこの接眼光学系１６の
接眼レンズ３とミラー１５の間に挿入する。このように
構成すると、液晶表示素子２からの表示光の開口数を小
さくでき、接眼レンズ３で発生する収差を少なく抑える
ことだけでなく、リレーレンズ１４の径を小さく構成す
ることができ、軽量化の点でもメリットがある。
【００３４】また、図２６に示すように、ミラー１５で
の反射の前後に回折格子１１、１２を配置してもよい。
この配置では、ミラー１５での光路の折り返しにより第
１の回折格子１１から第２の回折格子１２までの光路長
をかせぐことができ、瞳径を一層大きく拡げることがで
きる。
【００３５】第３実施例 この実施例は、図２７に示すように、接眼光学系として
凹面ミラー１７を眼４の前に配置する頭部装着式映像表
示装置に本発明を適用した実施例である。本発明による
と瞳径の拡大ができるので、液晶表示素子２を照明する
光源の開口数は小さくできる。したがって、本実施例で
は点光源としてライトガイド１８を用い、このライトガ
イド１８からの照明光を照明用ミラー１９で反射させて
液晶表示素子２に背後から入射させ、通過した表示光
は、凹面ミラー１７で反射した後、凹面ミラー１７を眼
球４の間に配置された２枚の回折格子１１、１２を通っ
て眼球４に入射する。ここで、各光学素子の配置は、ラ
イトガイド１８の実像が眼球の瞳面に位置するように行
う。このような点光源を用いることによって、凹面ミラ
ー１７での収差補正を行う必要性が少なくなる。
【００３６】以上、本発明の映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
例に限定されることなく種々の変形が可能である。な
お、前記の特許請求の範囲の発明を、さらに以下のよう
に構成することもできる。
【００３７】（３）前記第２の回折手段と前記射出瞳と
の間に、入射角の小さい光をそのまま透過させ、入射角
の大きい光は散乱させて透過できなくする視野選択手段
を設けた請求項１又は２の映像表示装置。
【００３８】（４）前記第１の回折手段と前記第２の回
折手段とを、格子方向を一致させ、格子面を略平行に配
置した請求項１又は２又は上記（３）の映像表示装置。
【００３９】（５）前記第１の回折手段と前記第２の回
折手段とが平面回折格子からなる請求項１又は２、若し
くは、上記（３）又は（４）の映像表示装置。
【００４０】（６）前記平面回折格子が任意の方向に整
列した多数の溝を有する格子形状をなす請求項１又は
２、若しくは、上記（３）、（４）又は（５）の映像表
示装置。 （７）前記回折格子が、任意の方向とこの任意の方向と
交差する他の方向との２方向整列した多数の溝を有する
格子形状をなす請求項１又は２、若しくは、上記
（３）、（４）又は（５）の映像表示装置。
【００４１】（８）前記回折格子の表面は凹部と凸部の
形状を有しており、前記凹部と凸部は市松模様状に並ん
で配列されている請求項１又は２、若しくは、上記
（３）〜（７）の何れかの映像表示装置。
【００４２】（９）前記回折格子が断面矩形の凹部と凸
部を有するものである請求項１又は２、若しくは、上記
（３）〜（８）の何れかの映像表示装置。
【００４３】（１０）前記回折格子の表面の凹凸形状の
溝深さｄ0 は、ｎを回折格子の屈折率、λを前記映像表
示手段からの光の波長とするとき、 ２（ｎ−１）ｄ0 ＝λ を満たす請求項１又は２、若しくは、上記（３）〜
（９）の何れかの映像表示装置。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の映像表示装置によると、接眼光学系と接眼光学系によ
り形成される射出瞳の間の光路中に第１の回折手段と第
２の回折手段が設けられ、映像表示手段に表示された映
像の各波長に対する第２の回折手段による回折角が第１
の回折手段による回折角と略一致するように、第１の回
折手段及び第２の回折手段が構成されているので、表示
面からの入射光は第１の回折手段により、複数光に回折
して分けられ、これら光は第２の回折手段で再度回折さ
れ、第１の回折手段への入射光と同じ角度で射出し、結
果として、射出光の光束は入射光のそれよりも広がり、
大きな射出瞳径となる。そのため、映像表示手段からの
表示光の開口数を小さくでき、接眼光学系で発生する収
差を少なくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の頭部装着式映像表示装置の
要部を示す図である。
【図２】本発明のおいて使用できる回折格子の例を模式
的に示す図である。
【図３】２枚の回折格子を一体に形成したものの断面図
である。
【図４】本発明により実効的に瞳径が大きくなる様子を
示す図である。
【図５】瞳径拡大のための２枚の回折格子の配置の数値
例を示すための図である。
【図６】回折格子の別の配置により実効的に瞳径が大き
くなる様子を示す図である。
【図７】図６の場合の２枚の回折格子の配置を示すため
の図である。
【図８】図２（ｄ）の回折格子を用いたときの瞳の状態
を示す図である。
【図９】矩形回折格子を示す斜視図である。
【図１０】矩形回折格子の回折効率の溝深さ依存性を示
す図である。
【図１１】矩形回折格子を用いた瞳径拡大の構成を示す
図である。
【図１２】瞳径拡大のための２枚の矩形回折格子の配置
の数値例を示すための図である。
【図１３】２次元矩形回折格子を示す斜視図である。
【図１４】２次元矩形回折格子を用いた瞳径拡大の構成
を示す図である。
【図１５】２次元矩形回折格子を用いたときの瞳の状態
を示す図である。
【図１６】デューティー比０．２６５の矩形回折格子の
回折効率の溝深さ依存性を示す図である。
【図１７】正弦波回折格子の回折効率の溝深さ依存性を
示す図である。
【図１８】回折格子の回転と格子間距離を変えることに
よる瞳径拡大の構成を示す図である。
【図１９】図１８の場合の瞳の状態を示す図である。
【図２０】瞳径拡大により中央映像と周辺影像が明瞭に
観察できる様子を示す図である。
【図２１】ゴースト像発生について説明するための図で
ある。
【図２２】ゴースト像を正規画像から分離した様子を示
す図である。
【図２３】ゴースト像を消去するための配置を示す要部
断面図である。
【図２４】ゴースト像を除去するための別の配置を示す
要部断面図である。
【図２５】第２実施例の要部断面図である。
【図２６】第２実施例の変形の要部断面図である。
【図２７】第３実施例の要部断面図である。
【図２８】接眼レンズの開口数が小さい場合の問題点を
説明するための図である。
【符号の説明】
１…照明系 ２…液晶表示素子 ３…接眼レンズ ４…眼球 ５…網膜 ６…射出瞳 ７…瞳孔 １１、１２…回折格子 １３…視野選択ガラス １４…リレーレンズ １５…ミラー １６…接眼光学系 １７…凹面ミラー １８…ライトガイド １９…照明用ミラー

Claims (2)

    【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
    像を使用者の網膜上に投影する接眼光学系とを有する映
    像表示装置において、前記映像表示手段と前記接眼光学
    系により形成される射出瞳の間の光路中に第１の回折手
    段と第２の回折手段が設けられ、前記映像の各波長に対
    する前記第２の回折手段による回折角が前記第１の回折
    手段による回折角と略一致するように、前記第１の回折
    手段及び第２の回折手段が構成されていることを特徴と
    する映像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記映像の最短波長に対する前記第１の
    回折手段及び第２の回折手段それぞれの回折角が、前記
    接眼光学系による投映像の視野角よりも大きくなるよう
    に構成されていることを特徴とする請求項１記載の映像
    表示装置。
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