JPH0829723A - 虚像観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設計上の自由度、フォーカス形状歪等の収差
補正範囲、虚像の拡大率、及び虚像の形状歪が改善され
た画像表示装置を提供する。 【構成】 画像表示装置から観察者に至る光の経路に、
画像を拡大するための凹面鏡を２枚設け、画像表示装置
の画像を２回反射させて虚像として観察するようにして
いるので、設計の自由度を向上させることができるとと
もに、収差の補正範囲を拡大することができる。更に、
虚像の拡大率、及び虚像の形状歪を改善することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、虚像観察装置に係り、
より具体的には、２個の凹面鏡を用いて画像表示装置の
画像を拡大表示させる虚像観察装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオゲーム装置等に用いら
れるＣＲＴ等の画像表示装置及び凹面鏡を用いて画像を
拡大し観察する虚像観察装置が知られている。

【０００３】図２２に、凹面鏡を用いた従来の虚像観察
装置（ゲーム装置）の構成図を示す。図２２において、
従来のゲーム装置は、凹面鏡１１２及びディスプレイ装
置１１４が取付固定されたゲーム機本体１００と、プレ
ーヤ１３０の座席１２４及び射撃装置１２６が設けられ
た基台１２０とを備えている。前記基台１２０は、その
四隅をスプリング１２２を介してゲーム機本体１００に
揺動自在に取付固定されている。

【０００４】前記凹面鏡１１２は、その反射面がディス
プレイ装置１１４及びプレーヤ１３０と対向するように
配置されている。前記ディスプレイ装置１１４は、凹面
鏡１１２の中心軸１０１を対称線としてプレーヤ１３０
の視点１３２と凹面鏡１１２の中心Ｃとを結ぶ線１０３
と線対称となる線１０２上に、そのディスプレイ面１１
４ａの中心が位置するように配置されている。すなわ
ち、線１０３と中心軸１０１との交差する角度が、線１
０２と中心軸１０１との交差する角度と等しい角度とな
るように配置されている。

【０００５】図２２に示す従来の虚像観察装置におけ
る、画像表示装置と、凹面鏡と、観察者との位置関係を
簡略化して図２３に示す。これにより、ディスプレイ装
置１１４のディスプレイ面１１４ａにゲーム画像を表示
させ、このゲーム画像を凹面鏡１１２に向け表示する
と、プレーヤ１３０は凹面鏡１１２の後方に前記ゲーム
画像が拡大された虚像として見ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凹面鏡
を１枚しか用いていない従来の虚像観察装置の場合、設
計上の自由度が少なく、フォーカスや形状の歪等の収差
を補正する範囲が限定されていた。また、このため虚像
を十分に拡大することができなかったり、虚像の形状に
歪が生じるなどの問題点があった。さらに装置本体の小
型化の支障にもなっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題点を解
決するため本発明による虚像観察装置は、凹面鏡を用い
て画像表示装置の画像を拡大し観察する虚像観察装置に
おいて、前記画像表示装置から観察者に至る光の経路
に、画像を拡大するための凹面鏡を２枚設けたことを特
徴としている。

【０００８】

【作用】上記本発明の構成によれば、前記画像表示装置
から観察者に至る光の経路に、画像を拡大するための凹
面鏡を２枚設け、画像表示装置の画像を２回反射させて
虚像として観察するようにしているので、設計の自由度
を向上させることができるとともに、収差の補正範囲を
拡大することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面中、同一の構成要素には同一の参照番号を付
す。使用態様 図１に、本発明による２枚の凹面鏡を用いた虚像観察装
置の第１の使用態様による構成図を示し、図２に、その
第２の使用態様による構成図を示す。図１に示す第１の
構成態様では、画像表示装置から観察者に至る光の中心
経路が交差していないのに対して、図２に示す第２の使
用態様では、画像表示装置から観察者に至る光の中心経
路が交差している。この点を除き、第１の使用態様と第
２の使用態様との間に相違点はない。図１及び図２にお
いて、本発明による虚像観察装置はともに、画像表示装
置１０と、第１凹面鏡２と、第２凹面鏡３とを備えてい
る。

【００１０】図３に、本発明による虚像観察装置におけ
る、画像表示装置１０の表示面１と、第１凹面鏡２と、
第２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を簡略化して示
す。図３に示すように、画像表示装置１０の画像表示面
の中心を通り画像表示面に対して垂直な直線の、面１の
中心を通る水平線とのなす角度を、傾きＸ₁ と定義す
る。また、凹面鏡２及び３についても同様で、それぞれ
凹面鏡の中心を通り凹面鏡に対して垂直な直線の、面１
の中心を通る水平線とのなす角度を、傾きＸ₂ 及びＸ₃
と定義する。また、表示面１の中心を通る水平線から
の、第１凹面鏡２の中心点、第２凹面鏡３の中心点、観
察者４の目の位置までの距離を、偏心Ｙ₂ ，Ｙ₃ 及びＹ
₄ と定義する。

【００１１】なお、図４から図１９における画像表示装
置上の提示画像は、すべてアスペクト比が４：３（１．
３３３３３）の画像で評価している。また、画質につい
ての判断基準は、画枠のアスペクト比、ボー歪、キース
トン歪、スキュー歪などを基準とした。ここで、アスペ
クト比とは、得られた画像の水平・垂直方向の各中心線
の幅の比であり、キーストン歪とは、画枠の縦線と垂直
線とのなす角の正接であり、ボー歪とは、画枠の横線と
水平線とのなす角の正接である。

【００１２】以下の実施例において、表示面１、第１凹
面鏡２及び第２凹面鏡３の曲率半径をそれぞれＲ₁ ，Ｒ
₂ ，Ｒ₃ とする。また、表示面１と第１凹面鏡２との間
の面間距離をＤ₁ 、第１凹面鏡２と第２凹面鏡３との間
の面間距離をＤ₂ 、第２凹面鏡３と観察者４との間の面
間距離をＤ₃ を、それぞれＹ₂ ，Ｙ₃ ，Ｙ₄ とする。 第１実施例 図４に、本発明の第１実施例による虚像観察装置におけ
る画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２及
び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第１実施例
は、図４に示すように第１の構成態様によるものであ
り、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交差
していない。

【００１３】以下に、第１実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ −５７５．００００［mm］ Ｒ₂ ＝ −１０１０．７９２３［mm］ Ｒ₃ ＝−３５１１９．６７６８［mm］ Ｄ₁ ＝ ３９６．１７６［mm］ Ｄ₂ ＝ −３４１．９８９［mm］ Ｄ₃ ＝ ５１４．６４７［mm］ Ｘ₁ ＝ −１５．３６２［度］ Ｘ₂ ＝ −１．１５０［度］ Ｘ₃ ＝ ０．１０５［度］ Ｙ₂ ＝ １５３．６１５［mm］ Ｙ₃ ＝ ２９９．４４９［mm］ Ｙ₄ ＝ ５３１．１７７［mm］ 図５に、第１実施例による虚像観察装置によって拡大さ
れた画像を示す。この時のアスペクト比は、１．３６２
１５である。また、キーストン歪は０．０３３でボー歪
は０．００３６であり、観察者からの画角の広がりは２
５．００゜である。

【００１４】図５から明らかなように、上記仕様におい
て拡大された画像には大きな歪が認められず、自然なも
のと認識される。特に、アスペクト比のずれは、３％程
度であり、許容範囲内と認められる。

【００１５】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差していない画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。第２実施例 図６に、本発明の第２実施例による虚像観察装置におけ
る画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２及
び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第２実施例
は、図６に示すように第１の構成態様によるものであ
り、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交差
していない。

【００１６】以下に、第２実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ −５７５．００００［mm］ Ｒ₂ ＝−１０５８．２２４３［mm］ Ｒ₃ ＝ ４５０２．３７８０［mm］ Ｄ₁ ＝ ４００．０００［mm］ Ｄ₂ ＝ −３２１．３１１［mm］ Ｄ₃ ＝ ４９５．８５７［mm］ Ｘ₁ ＝ −２５．２９８［度］ Ｘ₂ ＝ −１．２７３［度］ Ｘ₃ ＝ −０．３３５［度］ Ｙ₂ ＝ １６３．５６８［mm］ Ｙ₃ ＝ ３０９．２１２［mm］ Ｙ₄ ＝ ５３８．２９６［mm］ 図７に、第２実施例による虚像観察装置によって拡大さ
れた画像を示す。この時のアスペクト比は、１．４８４
９６であり、キーストン歪０．０１４０８、ボー歪０．
００７９４であり、画角の広がり３０．００゜である。

【００１７】図７から明らかなように、上記仕様におい
て拡大された画像には大きな歪が認められず、自然なも
のと認識される。但し、この時のアスペクト比のずれは
許容範囲の限界と考えられる。また、糸巻き歪も若干生
じている。

【００１８】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差していない画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。第３実施例 図８に、本発明の第３実施例による虚像観察装置におけ
る画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２及
び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第３実施例
は、図４に示すように第１の構成態様によるものであ
り、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交差
していない。

【００１９】以下に、第３実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝−１０００．００００［mm］ Ｒ₂ ＝−１５７８．３１１９［mm］ Ｒ₃ ＝ ７２４７．６９８５［mm］ Ｄ₁ ＝ ４５８．４３６［mm］ Ｄ₂ ＝ −４６３．８０６［mm］ Ｄ₃ ＝ ６６２．６２２［mm］ Ｘ₁ ＝ −２３．７７６［度］ Ｘ₂ ＝ ０．０００［度］ Ｘ₃ ＝ ０．０００［度］ Ｙ₂ ＝ ３８７．１９９［mm］ Ｙ₃ ＝ −９１５．７７３［mm］ Ｙ₄ ＝ ５１３．１８４［mm］ 図８に示す本発明による第３実施例は、第１，第２凹面
鏡が水平面に垂直で傾きなしであって、虚像観察装置の
薄型化の限界を示す実施例である。

【００２０】図９に、第３実施例による虚像観察装置に
よって拡大投影された画像を示す。この時のアスペクト
比は、１．４８７５７である。また、キーストン歪０．
０６４５５、ボー歪０．０１９１０、画角の広がり２
７．２７４゜である。

【００２１】図９から明らかなように、上記仕様におい
て拡大された画像には大きな歪が認められず、自然なも
のと認識される。但し、この時のアスペクト比のずれは
許容範囲の限界と考えられる。また、若干のピン歪が生
じている。

【００２２】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差していない画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。第４実施例 図１０に、本発明の第４実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第４実施
例は、図１０に示すように第１の構成態様によるもので
あり、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交
差していない。

【００２３】以下に、第４実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ −５７５．００００［mm］ Ｒ₂ ＝−１７４２．９４１０［mm］ Ｒ₃ ＝ １５４７．３５６６［mm］ Ｄ₁ ＝ ３１０．５３５［mm］ Ｄ₂ ＝ −２５１．３４６［mm］ Ｄ₃ ＝ ４２０．１４７［mm］ Ｘ₁ ＝ −１９．１５１［度］ Ｘ₂ ＝ ２．６８２［度］ Ｘ₃ ＝ １．６４６［度］ Ｙ₂ ＝ １８０．６４８［mm］ Ｙ₃ ＝ ２９０．５３０［mm］ Ｙ₄ ＝ ５１４．２７６［mm］ 図１０に示す本発明による第４実施例は、虚像観察装置
に使用される凹面鏡の大きさを小さくした例である。

【００２４】図１１に、第４実施例による虚像観察装置
によって拡大された画像を示す。この時のアスペクト比
は、１．５５２１３であり、キーストン歪０．０２６
４、ボー歪０．００５２、画角の広がり３０゜である。

【００２５】図１１から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像には大きな歪が認められず、自然な
ものと認識される。但し、この時のアスペクト比のずれ
は許容範囲の限界と考えられる。また、若干のピン歪が
生じている。

【００２６】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差していない画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。第５実施例 図１２に、本発明の第５実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第５実施
例は、図１２に示すように第２の構成態様によるもので
あり、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交
差している。

【００２７】以下に、第５実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝−１０００．００００［mm］ Ｒ₂ ＝−１５３８．５０７０［mm］ Ｒ₃ ＝１００９６．５３２１［mm］ Ｄ₁ ＝ ６５．０１７［mm］ Ｄ₂ ＝ −２９９．６８２［mm］ Ｄ₃ ＝ ６６６．０２７［mm］ Ｘ₁ ＝ ５５．９５０［度］ Ｘ₂ ＝ ６２．０４５［度］ Ｘ₃ ＝ １８．０８２［度］ Ｙ₂ ＝ ４８８．３２７［mm］ Ｙ₃ ＝ ２８９．２８５［mm］ Ｙ₄ ＝ ２２２．７８３［mm］ 図１３に、第５実施例による虚像観察装置によって拡大
投影された画像を示す。この時のアスペクト比は、１．
３３７１８であり、キーストン歪０．０５２２、ボー歪
０．００７３６、画角の広がり２７．５０゜である。

【００２８】図１３から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像はキーストン歪が若干大きいもの
の、大きな歪が認められず、自然なものと認識される。
特にアスペクト比のずれは許容範囲内と認められる。

【００２９】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差している画像表示装置
によって拡大された画像には大きな歪が認められず、自
然なものと認められる。第６実施例 図１４に、本発明の第６実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第６実施
例は、図１４に示すように第２の構成態様によるもので
あり、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交
差している。

【００３０】以下に、第６実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ ∞（無限大） Ｒ₂ ＝ −９５２．２５５８［mm］ Ｒ₃ ＝ ２１５０．２３７２［mm］ Ｄ₁ ＝ ７１．６０９［mm］ Ｄ₂ ＝ −１１６．６０９［mm］ Ｄ₃ ＝ ６８７．８３１［mm］ Ｘ₁ ＝ −４２．０２５［度］ Ｘ₂ ＝ −５２．７２７［度］ Ｘ₃ ＝ ０．０００［度］ Ｙ₂ ＝ −１８２．５９２［mm］ Ｙ₃ ＝ −１６２．９０３［mm］ Ｙ₄ ＝ ２５２．８４１［mm］ なお、第６実施例では、Ｒ₁ ＝∞（無限大）の平面であ
り、第２凹面鏡は水平面上直角に置かれている。また、
第５実施例の配置と比較すると、表示面と第２凹面鏡と
を逆に配置している。

【００３１】図１５に、第６実施例による虚像観察装置
によって拡大された画像を示す。この時のアスペクト比
は、１．３０９９６であり、キーストン歪０．０２８６
５、ボー歪０．００８４８、画角の広がり１２．００゜
である。

【００３２】図１５から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像には大きな歪が認められず、自然な
ものと認識される。特にアスペクト比のずれは許容範囲
内と認められる。

【００３３】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差している画像表示装置
によって拡大された画像には大きな歪が認められず、自
然なものと認められる。第７実施例 図１６に、本発明の第７実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４との間の位置関係を示す。第７実施
例は、図１６に示すように第２の構成態様によるもので
あり、画像表示装置から観察者に至る光の中心経路が交
差している。

【００３４】以下に、第７実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ −５７５．００００［mm］ Ｒ₂ ＝ −９４２．０９７８［mm］ Ｒ₃ ＝ ７８３７．９１２５［mm］ Ｄ₁ ＝ ３５．５３２［mm］ Ｄ₂ ＝ −２１６．１５３［mm］ Ｄ₃ ＝ ５２８．１２６［mm］ Ｘ₁ ＝ ４５．５９６［度］ Ｘ₂ ＝ ６５．３２３［度］ Ｘ₃ ＝ ２１．９０８［度］ Ｙ₂ ＝ ４０８．８８４［mm］ Ｙ₃ ＝ ２５２．７５０［mm］ Ｙ₄ ＝ ２２９．１４５［mm］ 図１７に、第７実施例による虚像観察装置によって拡大
された画像を示す。この時のアスペクト比は、１．４５
７７０であり、キーストン歪０．００２４２、ボー歪−
０．０１４５８、画角の広がり３２．７００゜である。

【００３５】図１７から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像には大きな歪が認められず、自然な
ものと認識される。但し、アスペクト比のずれは許容範
囲のほぼ限界と認められる。また、キーストン歪は良い
が、ボー歪は負の値となっている。

【００３６】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差している画像表示装置
によって拡大された画像には大きな歪が認められず、自
然なものと認められる。第８実施例 図１８に、本発明の第８実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４と、レンズの第１面５及び第２面６
との間の位置関係を示す。第８実施例は、図１８に示す
ように第１の構成態様によるものであり、画像表示装置
から観察者に至る光の中心経路が交差していない。第８
実施例は、第１〜第４実施例とは異なり、画像表示装置
１０の表示面１と、第１凹面鏡２との間に、わずかの正
のパワーを有し、拡大し且つ光路を変更して屈折するた
めにレンズ１１を設けている。当該レンズ１１の表示面
側を第１面５とし、第１凹面鏡側を第２面６としてい
る。レンズ１１の第１面５及び第２面６の曲率半径、面
間距離、傾き、偏心をそれぞれ、Ｒ₅ ，Ｒ₆ ，Ｘ₅ ，Ｘ
₆ ，Ｙ₅ ，Ｙ₆ と定義する。また、表示面１とレンズ１
１の第１面５との間の面間距離をＤ₄ 、レンズ１１の第
１面５と第２面６との間の面間距離をＤ₅ と定義する。

【００３７】以下に、第８実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ ∞（無限大） Ｒ₂ ＝−１３６６．５６８３［mm］ Ｒ₃ ＝ ３５２８．２７２５［mm］ Ｒ₅ ＝ ∞（無限大） Ｒ₆ ＝ −３４５．００００［mm］ Ｄ₁ ＝ １１０．６５２［mm］ Ｄ₂ ＝ −１５０．０００［mm］ Ｄ₃ ＝ ５９０．２２０［mm］ Ｄ₄ ＝ ６．０００［mm］ Ｄ₅ ＝ ３０．０００［mm］ Ｘ₁ ＝ ５．２８４［度］ Ｘ₂ ＝ ０．０００［度］ Ｘ₃ ＝ ０．０００［度］ Ｘ₅ ＝ ５．２８４［度］ Ｘ₆ ＝ ５．２８４［度］ Ｙ₂ ＝ ４９．８４４［mm］ Ｙ₃ ＝ ２５３．８１７［mm］ Ｙ₄ ＝ ７７８．６３５［mm］ Ｙ₅ ＝ ０．０００［mm］ Ｙ₆ ＝ ０．０００［mm］ 図１９に、第８実施例による虚像観察装置によって拡大
された画像を示す。この時、アスペスト比は１．３２１
であり、キーストン歪は０．０６０８９であり、ボー歪
は０．０２５１である。

【００３８】図１９から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像には大きな歪が認められず、自然な
ものと認識されるが、キーストン歪、ボー歪が若干悪い
値となっている。

【００３９】すなわち、上記仕様において、画像表示装
置から観察者に至る経路に、画像を拡大するための凹面
鏡を２枚設けるとともに、表示面に光路屈折用ともなる
レンズを設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置から
観察者に至る光の中心経路が交差していない画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。表示面が平面である液晶ディ
スプレイのような指向性の強い場合に有効である。第９実施例 図２０に、本発明の第９実施例による虚像観察装置にお
ける画像表示装置の表示面１と、第１及び第２凹面鏡２
及び３と、観察者４と、レンズの第１面５及び第２面６
との間の位置関係を示す。第９実施例は、図２０に示す
ように第２の構成態様によるものであり、画像表示装置
から観察者に至る光の中心経路が交差している。第９実
施例は、第１〜第４実施例とは異なり、画像表示装置１
０の表示面１と、第１凹面鏡２との間に、視向角を変更
させるためのレンズ１１を設けている。当該レンズ１１
の表示面側を第１面５とし、第１凹面鏡側を第２面６と
している。第８実施例と同様に、レンズ１１の第１面５
及び第２面６の曲率半径、面間距離、傾き、偏心をそれ
ぞれ、Ｒ₅ ，Ｒ₆ ，Ｄ₅ ，Ｄ₆ ，Ｘ₅ ，Ｘ₆ ，Ｙ₅，Ｙ
₆ と定義する。また、表示面１とレンズ１１の第１面５
との間の面間距離をＤ₄ 、レンズ１１の第１面５と第２
面６との間の面間距離をＤ₅ とする。

【００４０】以下に、第１実施例による虚像観察装置の
仕様、すなわち曲率半径、面間距離、傾き、偏心を示
す。 Ｒ₁ ＝ ∞（無限大） Ｒ₂ ＝−２４６２．４９７９［mm］ Ｒ₃ ＝ １２３１．７５４９［mm］ Ｒ₅ ＝ ∞（無限大） Ｒ₆ ＝ −８００．００００［mm］ Ｄ₁ ＝ ０．０００［mm］ Ｄ₂ ＝ −７９．０７８［mm］ Ｄ₃ ＝ ５８０．８９５［mm］ Ｄ₄ ＝ ０．０００［mm］ Ｄ₅ ＝ ０．０００［mm］ Ｘ₁ ＝ −１１８．３６６［度］ Ｘ₂ ＝ −５２．７２７［度］ Ｘ₃ ＝ ０．０００［度］ Ｘ₅ ＝ −１１８．３６６［度］ Ｘ₆ ＝ −１１８．３６６［度］ Ｙ₂ ＝ −３２３．６９９［mm］ Ｙ₃ ＝ −２４２．３０２［mm］ Ｙ₄ ＝ −１．０７２［mm］ Ｙ₅ ＝ −５．０００［mm］ Ｙ₆ ＝ −３６．０００［mm］ なお、第９実施例では、Ｒ₁ ＝∞（無限大）であり、画
像表示装置の表示面１は平面である。

【００４１】図２１に、第９実施例による虚像観察装置
によって拡大された画像を示す。この時、アスペスト比
１．３３２６、キーストン歪−０．０３１６５、ボー歪
０．００６４５である。キーストン歪が負の値になって
いる。

【００４２】図２１から明らかなように、上記仕様にお
いて拡大された画像には大きな歪が認められず、自然な
ものと認識される。すなわち、上記仕様において、画像
表示装置から観察者に至る経路に、画像を拡大するため
の凹面鏡を２枚設けるとともに、表示面に視向角変更用
のレンズを設け、２枚の凹面鏡を介して画像表示装置か
ら観察者に至る光の中心経路が交差している画像表示装
置によって拡大された画像には大きな歪が認められず、
自然なものと認められる。これも第８実施例と同じく、
平面ディスプレイが液晶のように視向角が小さい場合
に、レンズがなければカラー画像であるのに白黒画像と
なるような弊害を防止するためである。

【００４３】

【発明の効果】上記本発明の構成によれば、前記画像表
示装置から観察者に至る光の経路に、画像を拡大するた
めの凹面鏡を２枚設けているので、虚像を十分に拡大す
ることができると共に、収差の補正範囲を拡大すること
ができ、形状歪を更に補正することが可能となる。ま
た、反射角度を変えることにより虚像観察装置を小型化
できるなど、設計の自由度を向上させることができる。

【００４４】また、液晶ディスプレイの様な平面ディス
プレイの場合、画像表示装置の表示面にレンズを設ける
ことで、形状歪を特に効果的に補正することができる。
なお、平面ディスプレイに限らず、表示面が球面の画像
表示装置であっても、表示面にレンズを設けることによ
って同様の効果を得ることができる。

【００４５】なお、全ての実施例における構成態様は系
全体を回転させて用いても同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による２枚の凹面鏡を用いた虚像観察装
置の第１の使用態様による構成図である。

【図２】本発明による２枚の凹面鏡を用いた虚像観察装
置の第２の使用態様による構成図である。

【図３】本発明による虚像観察装置における、画像表示
装置１０の表示面１と、第１凹面鏡２と、第２凹面鏡３
と、観察者４との一般的位置関係を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例による虚像観察装置におけ
る、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第２
凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例による虚像拡大装置によっ
て拡大された画像を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例による虚像観察装置におけ
る、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第２
凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例による虚像拡大装置によっ
て拡大された画像を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例による虚像観察装置におけ
る、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第２
凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図９】本発明の第３実施例による虚像拡大装置によっ
て拡大された画像を示す図である。

【図１０】本発明の第４実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図１１】本発明の第４実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図１２】本発明の第５実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図１３】本発明の第５実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図１４】本発明の第６実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図１５】本発明の第６実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図１６】本発明の第７実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図１７】本発明の第７実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図１８】本発明の第８実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図１９】本発明の第８実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図２０】本発明の第９実施例による虚像観察装置にお
ける、画像表示装置の表示面１と、第１凹面鏡２と、第
２凹面鏡３と、観察者４との位置関係を示す図である。

【図２１】本発明の第９実施例による虚像拡大装置によ
って拡大された画像を示す図である。

【図２２】１枚の凹面鏡を用いた従来の虚像観察装置の
構成図である。

【図２３】図２２に示す従来の虚像観察装置における画
像表示装置と、凹面鏡と、観察者との一般的位置関係を
示す図である。

【符号の説明】

１…表示面 ２…第１凹面鏡 ３…第２凹面鏡 ４…観察者 ５…レンズ１１の第１面 ６…レンズ１１の第２面 １０…画像表示装置 １１…レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹面鏡を用いて画像表示装置の画像を拡
   大し観察させる虚像観察装置において、 前記画像表示装置から観察者に至る光の経路に、画像を
   拡大するための凹面鏡を２枚設けたことを特徴とする虚
   像観察装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の虚像観察装置におい
   て、 前記画像表示装置から、第１及び第２凹面鏡を介して、
   観察者に至る光の中心光路が交差しないことを特徴とす
   る虚像観察装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の虚像観察装置におい
   て、 前記画像表示装置から、第１及び第２凹面鏡を介して、
   観察者に至る光の中心光路が交差していることを特徴と
   する虚像観察装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の虚像観察装置に
   おいて、 前記画像表示装置の表示面の光路側にレンズを配置した
   ことを特徴とする虚像観察装置。