JPH10228245A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テレセントリック性、瞳収差が良好に補正さ
れた小型軽量な映像表示装置。 【解決手段】 映像を表示する映像表示素子１と、映像
表示素子１の映像表示面に近接して配置され、映像表示
素子１の発する光線の主光線を発散するように外向きに
屈曲する作用を持つ平板状の光線屈曲手段１５と、光線
屈曲手段１５を通過した光線を観察者の眼球４に導き、
映像表示素子１の表示する映像を拡大表示する作用を持
つ接眼光学系８とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示装置に関
し、特に、観察者の頭部又は顔面に保持することを可能
にする頭部又は顔面装着式映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の周知な映像表示装置として、米国
特許第４，０２６，６４１号のものがある。この映像表
示装置は、図３３に示すように、映像表示素子１の像を
伝達素子５で湾曲した物体面６に伝達し、その物体面６
をトーリック凹面鏡７により空中に投影するようにした
ものである。

【０００３】また、従来の他のタイプの映像表示装置と
して、特開平３−１９１３８９号のものがある。この映
像表示装置は、図３４に示すように、映像表示素子１の
表示画像をハーフミラー２を透過させた後、凹面鏡３で
反射させ、その後ハーフミラー２で反射させることによ
り観察者の眼球内に投影するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２６（ａ）に示すよ
うに、映像表示素子１を接眼レンズ８で拡大して眼球４
で観察する映像表示装置においては、一般に観察者に大
きな映像を表示するためには、接眼光学系（接眼レン
ズ）８のの拡大率（倍率）を大きくする必要がある。接
眼光学系の拡大率は、その焦点距離をｆ（ｍｍ）とする
と、２５０／ｆであるから、拡大率を大きくするには、
図２６（ｂ）に示すように、接眼レンズ８の焦点距離を
短くする必要がある。なお、図２６（ａ）、（ｂ）は、
液晶表示素子（ＬＣＤ）のように視野角を持つ映像表示
素子１を使用した場合の図であり、映像表示素子１側テ
レセントリック性にするために、接眼光学系８と眼球４
間の距離はｆ、映像表示素子１に表示された映像の虚像
を１ｍとか２ｍ前に形成すると、接眼光学系８と映像表
示素子１の間の距離はほぼｆになる。なお、図２６
（ｂ）は図２６（ａ）より焦点距離が小さい場合を示し
ている。

【０００５】一方、使い勝手を考慮すると、アイリリー
フ（射出瞳距離、接眼光学系端面から射出瞳位置までの
距離）は１０ｍｍ以上であることが好ましい。アイリリ
ーフを確保しつつ、接眼光学系の焦点距離を短くする
と、当然入射瞳位置が映像表示素子に近づいてしまう。
すなわち、図２６（ｃ）に示すように、映像表示素子１
側のテレセントリック性が悪化してしまう。

【０００６】映像表示素子１側のテレセントリック性が
悪いと、映像表示素子１の表示面の光線の中、光軸近傍
では表示面に対して略垂直な光線が接眼光学系８に取り
込まれ、光軸から離れた位置では表示面に対して傾斜し
た光線が接眼光学系８に取り込まれる。これは、接眼光
学系８が投影する画像に輝度、コントラスト、色相等に
むらを作る原因となり、好ましくない。特に、映像表示
素子１がＬＣＤの場合には、この問題が顕著に生ずる。

【０００７】上述したように、一般に、広画角化するた
めに焦点距離を短くし、アイリリーフを確保しようとす
ると、接眼光学系の映像表示素子側テレセントリック性
がより崩れてしまう。広画角化によりテレセントリック
性が悪化する理由としては、図２６（ｃ）に示すよう
に、瞳収差が全くなくとも近軸瞳位置が近づくこと、瞳
収差が大きくなりテレセントリック性が悪化すること、
があげられる。

【０００８】さらに、図３４に示す光学系のように、凹
面鏡３を使用した場合、負の瞳収差が発生する（軸外射
出瞳位置が観察者に近くなってしまう。）。この現象は
画角が大きくなる程顕著になる。その結果、接眼光学系
の映像表示素子側テレセントリック性がより崩れてしま
う。

【０００９】このテレセントリック性を補正するために
は、像面付近に凹パワーのフィールドレンズを配置する
ことが考えられるが、屈折レンズの凹パワーを使用する
と像面湾曲をより悪化させ、好ましくない。

【００１０】トーリック凹面鏡７を偏心させて使用して
いる図３３の例では、接眼光学系は表示素子側テレセン
トリックにはなっておらず、表示素子の端部のテレセン
テレセントリック性は大きく崩れている。したがって、
ＬＣＤ等の視野角特性を持つ表示素子を使用する際に
は、不具合を生ずる。

【００１１】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、テレセントリッ
ク性、瞳収差が良好に補正された小型軽量な映像表示装
置を提供することである。

【００１２】

【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素子と、
前記映像表示素子の映像表示面に近接して配置され、映
像表示素子の発する光線の主光線を発散するように外向
きに屈曲する作用を持つ平板状の光線屈曲手段と、前記
光線屈曲手段を通過した光線を観察者の眼球に導き、前
記映像表示素子の表示する映像を拡大表示する作用を持
つ接眼光学系とからなることを特徴とするものである。

【００１３】以下に上記本発明の映像表示装置の手段と
作用効果について説明する。この説明においては、光学
系の設計上の利便性から、原則として観察者の瞳位置か
ら映像表示素子に向けて光線を追跡する逆光線追跡によ
って行う。

【００１４】すなわち、映像表示素子の虚像を物体と
し、映像表示素子の表示面に表示された映像をその像と
し、観察者の瞳孔を入射瞳とし、かつ、射出瞳はＬＣＤ
等を使用した場合、理想的には無限遠にあるものとす
る。

【００１５】上記したように、本発明の映像表示装置
は、映像を表示する映像表示素子と、前記映像表示素子
の映像表示面に近接して配置され、映像表示素子の発す
る光線の主光線を発散するように外向きに屈曲する作用
を持つ平板状の光線屈曲手段と、前記光線屈曲手段を通
過した光線を観察者の眼球に導き、前記映像表示素子の
表示する映像を拡大表示する作用を持つ接眼光学系とか
らなることを特徴とするものである。

【００１６】この映像表示装置は、後記する実施例１〜
１８が対応する。以下、その作用効果を説明する。映像
表示素子の多くはＬＣＤのように視野角特性を持つの
で、接眼光学系の映像表示素子側をテレセントリックに
する必要がある。映像表示素子の光線を外向きに屈曲す
る作用を持つ平板状の光線屈曲手段により主光線が発散
するので、焦点距離の短い接眼光学系を使用してアイリ
リーフを確保しても、映像表示素子側のテレセントリッ
ク性を良好に保つことができる。なお、大きな効果を得
るためには、光線屈曲手段の光線屈曲作用を大きくする
必要がある。光線屈曲手段は、映像表示素子に近接して
配置されていること、及び、光線屈曲手段が平板状であ
ることから、その光線屈曲作用が大きくなってもそれを
通して観察される映像表示素子の表示面の光学的位置は
ほとんど変化がなく、また、光線屈曲手段により発生す
る収差もわずかである。

【００１７】接眼光学系を映像表示素子全面においてテ
レセントリックにするのは、接眼光学系の設計上の制約
条件となり、接眼光学系の設計を困難にするし、完全に
テレセントリックにするのは実際上かなり難しい。とこ
ろが、上記のような光線屈曲手段を備えていれば、光線
屈曲手段でテレセントリック性の改善を行えるので、接
眼光学系をテレセントリックにする必要がなくなり、接
眼光学系の設計が楽になる。

【００１８】この場合に、光線屈曲手段を光ファイバー
バンドルから構成することができる。この映像表示装置
は、後記する実施例１が対応する。以下、その作用効果
を説明する。光線屈曲手段としてファイバーバンドルを
使用すると、各ファイバー毎に光線の屈曲角を設定でき
るので、テレセントリック性の悪い光線束のテレセント
リック性の改善を行うことができる。各光線毎に光線の
屈曲角を設定できるので、射出瞳位置と瞳収差の両方の
補正を行うことができ、都合がよい。

【００１９】また、光線屈曲手段をフレネルレンズから
構成することができる。この映像表示装置は、後記する
実施例４、５、６、１２が対応する。以下、その作用効
果を説明する。光線屈曲手段としてフレネルレンズを使
用すると、フレネルレンズの各輪帯毎に光線の屈曲作用
を設定できるので、テレセントリック性の悪い光線束の
テレセントリック性の改善を行うことができる。また、
通常の屈折レンズと比較するとレンズの厚みを必要とせ
ず、特に顔面に装着する顔面装着式映像表示装置におい
て好都合である。

【００２０】また、上記の場合に、フレネルレンズが画
素毎に要素屈折面を有するものとすることができる。こ
の映像表示装置は、後記する実施例５が対応する。その
作用効果を説明すると、この場合は、テレセントリック
性の補正をより良好に行うことができ、また、モアレ縞
の発生を防ぐことができる。そして、凸パワーを持て
ば、接眼光学系のＮＡ（射出瞳径）を大きくすることが
できる。

【００２１】また、光線屈曲手段をマイクロレンズアレ
イから構成することができる。この映像表示装置は、後
記する実施例２、７、１７が対応する。その作用効果を
説明する。光線屈曲手段としてマイクロレンズアレイを
使用すると、軽量で光線屈曲手段の配置スペースを必要
とせず、顔面に装着する顔面装着式映像表示装置におい
て好都合である。

【００２２】上記の場合に、マイクロレンズアレイが偏
心したマイクロレンズを含むものとすることができる。
この映像表示装置は、後記する実施例４が対応する。以
下、その作用効果を説明する。ＬＣＤの各画素に対して
偏心したマイクロレンズを配置することで、その画素の
光束を偏向することができる。また、画素毎に最適な偏
心量とすることで光束全体のテレセントリック性を良好
に補正することができる（光軸上のマイクロレンズは偏
心していない。）。また、マイクロレンズにアナモルフ
ィックな特性を持たせることができる。また、この場
合、マイクロレンズが凸パワーを持つと、接眼光学系の
ＮＡを大きくすることができる。また、各マイクロレン
ズ毎にパワーを変化させれば、テレセントリック性以外
の諸収差の補正も行うことができる。

【００２３】また、光線屈曲手段を回折光学素子（以
下、ＤＯＥ）から構成することができる。この映像表示
装置は、後記する実施例８、９、１０、１１、１３、１
４、１５、１６、１８が対応する。以下、その作用効果
を説明する。テレセントリック性の悪い接眼光学系のテ
レセントリック性を補正する場合、フィールドレンズと
してＤＯＥを使用すると、ＤＯＥはプレートレンズなの
でスペースを必要とせず都合がよい。特に、顔面に装着
する顔面装着式映像表示装置において好都合である。

【００２４】テレセントリック性を補正するために屈折
レンズを使用すると、像面湾曲等テレセントリック性以
外の収差にも影響を及ぼしてしまう。ところが、ＤＯＥ
は屈折率無限大の屈折素子と等価であるのでペッツバー
ル和は全く変化させず、テレセントリック性のみを効果
的に補正することができる。

【００２５】ＤＯＥの溝の高さは、透過型ＤＯＥの場合
は約２λ、反射型ＤＯＥの場合は約λ／２（λ：波長）
と微小なので、フレネルレンズと比較するとモアレ縞が
発生し難い。

【００２６】この場合に、回折光学素子が２次以上の高
次回折光を使用しているものとすることができる。この
映像表示装置は、後記する実施例８、９、１０が対応す
る。その作用効果を説明すると、光線屈曲度を大きくす
るには、ＤＯＥのピッチを小さくするか高次回折光を使
用すればよい。高次回折光を使用すると、ピッチを大き
くできるので、製作上都合がよい。

【００２７】また、接眼光学系の焦点距離をｆとする
と、光線屈曲手段と映像表示手段との距離が０．３ｆ以
下であることが望ましい。この映像表示装置は、後記す
る実施例１から１８が対応する。以下、その作用効果を
説明する。映像表示装置の概念図を図２７に示す。映像
表示素子１が接眼レンズ８で拡大され眼球４で観察され
る。映像表示素子１から出る光束は映像表示素子１に近
い程光束径が小さく、各光束毎に図示しない光線屈曲手
段上の光束位置が異なるので、収差を崩さずに映像表示
素子１全面の光束の偏向を効果的に行うことができる
（図２７では、接眼レンズ８が完全に映像表示素子１側
テレセントリックの場合について示してあるが、接眼レ
ンズ８のテレセントリック性が崩れている場合も、同様
のことが言える。）。

【００２８】光線屈曲手段と映像表示手段との距離が
０．３ｆ以上になると、この効果が少なくなる。複数枚
の屈折レンズで構成する実際の接眼光学系、特にプリズ
ムを配置した光学系の場合は、接眼光学系と映像表示素
子の間隔は０．３ｆ以下になることが多いので、光線屈
曲手段と映像表示手段との距離が０．３ｆ以下であるこ
とが望ましい。

【００２９】この場合、光線屈曲手段が映像表示手段と
接触しているようにすることができる。この映像表示装
置は、後記する実施例９、１５が対応する。その作用効
果を説明すると、光線屈曲手段が映像表示手段と接触し
ていると、上記の効果が大きくなり、かつ、光線屈曲手
段を保持する機構の設計が楽になる。

【００３０】さらにこの場合、光線屈曲手段の光線屈曲
作用を起こす面が映像表示手段と接触しているようにす
ることができる。この映像表示装置は、後記する実施例
９、１５が対応する。以下に、その作用効果を説明す
る。発散光束の途中に光線屈曲手段を配置すると、接眼
光学系の収差を悪化させるが、映像表示素子の直後で光
線を屈曲させれば、収差を悪化させることがない。光線
屈曲手段としてＤＯＥを使用した場合、ＤＯＥの作製精
度が悪いと、所望の次数光以外の不要次数光がゴースト
になる可能性がある。また、ＤＯＥの分散が大きいので
色収差の悪影響が発生する可能性がある。しかし、ＤＯ
Ｅ面を映像表示素子に実質的に密着させると、不要次数
光の影響、色収差の影響がなくなる。

【００３１】また、光線屈曲手段による光線の屈曲角が
３０°以下であることが望ましい。この映像表示装置
は、後記する実施例８、９、１４、１５が対応する。そ
の作用効果を説明すると、光線屈曲手段による光線偏向
角度が３０°以上になると、光線を屈曲する作用以外
に、収差を悪化させる等の悪影響が出たり、複数の光線
屈曲手段が必要になり、好ましくない。

【００３２】また、光線屈曲手段が少なくとも２つの異
なる構造を接続してなるものとすることができる。この
映像表示装置は、後記する実施例９、１０、１２が対応
する。以下に、その作用効果を説明する。光線屈曲手段
がファイバーバンドル、フレネルレンズ、ＤＯＥ、マイ
クロレンズアレイ等周期的なパターンを持つ場合、光線
屈曲手段と映像表示素子の間でモアレ縞が発生する可能
性がある。光線屈曲手段と映像表示素子が密着している
場合、光線屈曲手段と映像表示素子のピッチの比が２：
３あるいは３：２の場合に、最もモアレ縞が発生し難
く、ピッチが近くなるとモアレ縞が発生しやすくなる。

【００３３】そこで、光線屈曲手段を異なる構造を接続
した構造とし、光線屈曲手段がモアレ縞が発生しやすい
領域を少ししか持たないようにしている。この構造を図
２８を使用して説明する。図２８（ａ）は上記のような
周期的なパターンを持つ光線屈曲手段（代表的にＤＯ
Ｅ）のピッチ配列を示しており、図２８（ｂ）はその接
続部近傍を拡大した図であり、映像表示素子周辺に向か
うにつれ光線の屈曲角度が大きくなるので、光線屈曲手
段も周辺に向かうにつれフレネル輪帯の幅やＤＯＥのピ
ッチが小さくなっている。破線と実線は異なる構造を示
し、接続部で破線の構造から実線の構造へ変化してい
る。各構造の周期はある規則に従っており、モアレ縞が
発生しやすい周期ｘになる前に、ピッチの配列の規則
（構造）を変更する。このようにすれば、モアレ縞が発
生しやすい領域がＤからＤ’と狭くなり、モアレ縞が目
立たなくなる。

【００３４】この場合に、光線屈曲手段の接続部両側の
異なる構造の光線屈曲作用が連続性を持つようにするこ
とが望ましい。この映像表示装置の作用効果を説明する
と、図２８のように異なる構造を接続した場合に、破線
のパワー配列と実線のパワー配列は接続部で連続となる
ようにしなければならない。不連続だと、接続部付近で
映像表示素子の映像が不連続となり不自然になる。

【００３５】さらにこの場合に、光線屈曲手段のピッチ
をｐ₁ 、映像表示素子のピッチをｐ₂ とするとき、光線
屈曲手段の周辺から中心へ向かう方向で考えた場合に、 ｐ₁ ≧０．９ｐ₂ ・・・（１） となる前に異なる構造が接続されていることが望まし
い。この映像表示装置は、後記する実施例９が対応す
る。以下に、その作用効果を説明する。光線屈曲手段の
ピッチｐ₁ が映像表示素子のピッチｐ₂ に近くなるとモ
アレ縞が発生する。一方、ｐ₁ ＝１．５ｐ₂ 、ｐ₁ ＝
０．６７ｐ₂ 付近ではモアレ縞が発生し難い。よって、
１．１ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．９ｐ₂ （さらに好ましくは、
１．２ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．８ｐ₂ ）となるｐ₁ の領域を少
なくすればよい。

【００３６】このようにして光線屈曲手段が最もモアレ
縞が発生しやすい領域のピッチを持つのを防ぐことがで
きる。ピッチが細かい光線屈曲手段の周辺からピッチの
大きな光線屈曲手段の中心部へ向かう方向で考えると、
図２８のように、ｐ₁ ≧０．９ｐ₂ となる前に光線屈曲
手段の構造を変更すればよい。

【００３７】さらに上記の場合に、光線屈曲手段のピッ
チをｐ₁ 、映像表示素子のピッチをｐ₂ とするとき、光
線屈曲手段は、 １．１ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．９ｐ₂ ・・・（２） を満足するピッチを含まないことが望ましい。この映像
表示装置は、後記する実施例１０、１２が対応する。そ
の作用効果を説明すると、このような限定により、モア
レ縞が目立つ領域の光線屈曲手段のピッチを除去するこ
とができる。

【００３８】さらにまた上記の場合に、光線屈曲手段が
光線屈曲作用を持たない部分を有するようにすることが
できる。この映像表示装置は、後記する実施例９が対応
する。以下に、その作用効果を説明する。映像表示素子
の中央付近でモアレ縞が発生すると、映像観察時に非常
に見苦しい。映像表示素子の中央付近は映像表示素子に
対する接眼光学系の光線傾角の直角からのずれは小さい
ので、ＬＣＤのように視野角特性を持つ映像表示素子と
テレセントリック性の悪い接眼光学系とを使用した場合
でも、その悪影響は少ない。

【００３９】一方、図２８のような構成にすると、光線
屈曲手段が光線屈曲作用を持たない部分ができる（図２
８（ａ））。そこで、図２８の構成の光線屈曲手段を使
用し、画像のコントラスト低下や画像の反転等の不具合
が起こり難い箇所付近（通常、中央付近）では、光線屈
曲作用を持たず、接眼光学系のテレセントリック性や映
像表示素子の視野角特性の影響が大きい箇所（通常、映
像表示素子周辺）の光線のみテレセントリック性を改善
するようにすれば、モアレ縞発生等の不具合がなく、所
望の効果が得られるので、都合がよい。

【００４０】さらに上記の場合に、光線屈曲手段が回折
光学素子であり、接続している領域の中心側と周辺側で
異なる回折次数光を使用し、中心側では周辺側に使用し
ている回折光よりも高次の回折光を使用するようにする
ことができる。この映像表示装置は、後記する実施例１
０が対応する。以下に、その作用効果を説明する。

【００４１】周辺部では低次回折光を使用し、中心部は
高次回折光を使用するようにする。図２９は光線屈曲手
段であるＤＯＥのピッチ配列を示す。映像表示素子と光
線屈曲手段の間でモアレ縞が発生しやすい領域をＤとす
る。光線屈曲手段の周辺部では低次回折光（ｍ次回折
光）を使用し、領域Ｄの内側ではｍ次より高次のｎ次回
折光を使用する（ｍ＜ｎ）。このような構成にすれば、
接続部の内側ではピッチがｎ／ｍ（＞１）倍となり、図
２９に示すようなピッチ配列となり、モアレ縞が発生し
やすいピッチ配列を防ぐことができる。

【００４２】さらに上記の場合に、光線屈曲手段がフレ
ネルレンズであり、接続している領域の中心側と周辺側
で異なる高さのフレネルレンズを使用し、中心側の高さ
が周辺側の高さより高いようにすることができる。この
映像表示装置は、後記する実施例１２が対応する。以下
に、その作用効果を説明する。図３０にこのフレネルレ
ンズの断面図を示す。図中（ａ）は通常のフレネルレン
ズであり、（ｂ）は中心側と周辺側で異なる高さのフレ
ネルレンズである。この高さの異なるフレネルレンズの
中心側の高さをＡ、周辺側の高さをＢとする。接続部よ
り内側では、フレネルレンズピッチが外側のＡ／Ｂ倍に
なり、境界部を境にフレネルレンズピッチが不連続にな
る。モアレ縞が発生しやすいフレネルレンズのピッチが
Ｐの場合、Ｐ₁ ＞Ｐ＞Ｐ₂ となるように設定すれば、モ
アレ縞の発生を防ぐことができる。ここで、Ｐ₁ は中心
側のフレネルレンズのピッチ、Ｐ ₂ は周辺側のフレネル
レンズのピッチである。

【００４３】このように設定すれば、接続部における光
線屈曲作用に連続性を持たせることができるので、映像
観察時に違和感がない。また、中心部のフレネルレンズ
はピッチが大きいので作成しやすく精度良く製作でき、
中心付近の映像は鮮明に観察することができる。最周辺
になるとフレネルレンズピッチが細かくなりすぎ、精度
良く製作できない可能性もあるが、映像の周辺部は鮮明
に観察できなくても問題とならない。

【００４４】また、光線屈曲手段が同心円状とすること
ができる。この映像表示装置は、後記する実施例８、
９、１０が対応する。その作用効果を説明すると、ＤＯ
Ｅやフレネルレンズをプラスチックモールドで製作する
場合、ＤＯＥが回転対称な同心円状であると、その型を
製作しやすいメリットがある。

【００４５】また、光線屈曲手段が偏角プリズム作用を
持つものとすることができる。この映像表示装置は、後
記する実施例１４が対応する。以下に、その作用効果を
説明する。映像表示素子を大型化することで接眼光学系
を広画角化することができる。ただし、映像表示素子が
余り大きくなると、左右の映像表示素子が相互に干渉し
てしまう。そこで、左右の映像表示素子を左右の視軸よ
り外側に配置し、相互の干渉を防ぐ。そして、映像表示
素子の前側に配置したプリズム作用を持つ光線屈曲手段
により映像表示素子からの光を斜め方向から接眼光学系
に導く。こうすることにより、映像表示素子が干渉する
ことなく、接眼光学系の広画角化をすることができる。
また、接眼光学系として偏心光学系を使用した場合、主
光線の傾き角が光軸対称でなくなったり、主光線が全て
ある方向に傾いたりする場合がある（視軸を含むＹ−Ｚ
平面に関しては対称で、Ｘ−Ｚ平面に関して非対称）。
この場合、一方向のテレセントリック性の補正で十分な
場合がある。

【００４６】また、映像表示素子によっては映像表示面
内の明視方向がある方向に傾き気味な場合がある。この
場合、光線屈曲手段に偏角プリズム作用を持たせること
で、映像の中心付近のコントラストを向上させること、
コントラストの面内ばらつきを減少させること等の効果
をもたらすことができる。

【００４７】また、光線屈曲手段が偏角プリズム作用と
レンズ作用を合わせ持つものとすることができる。この
映像表示装置は、後記する実施例１１、１５が対応す
る。以下に、その作用効果を説明する。接眼光学系とし
て共軸系の光学系を使用する場合は、主光線の傾き方は
光軸対称なので、光線屈曲手段としては光軸対称の光線
屈曲作用（レンズ作用）を持てば接眼光学系のテレセン
トリック性を補正できる。しかし、接眼光学系として偏
心光学系を使用すると、図３１に示すように、主光線の
傾き方が光軸対称でなくなったり、図３２に示すよう
に、主光線が全てある方向に傾いたりする場合がある
（視軸を含むＹ−Ｚ平面に関しては対称で、Ｘ−Ｙ平面
に関して非対称）。この場合は、光線屈曲手段が光軸非
対称の光線屈曲手段（偏角プリズム作用＋レンズ作用）
を持てば、接眼光学系のテレセントリック性を良好に補
正することができる。

【００４８】また、光線屈曲手段がアナモルフィック作
用を持つものとすることができる。この映像表示装置
は、後記する実施例１６、１７が対応する。以下に、そ
の作用効果を説明する。図１５に視野角特性（等コント
ラスト曲線）を示すように、ＬＣＤのような映像表示素
子は回転非対称な視野角特性を持つ場合がある。また、
図３１、図３２のように、接眼光学系として偏心光学系
を使用すると、射出瞳特性も回転非対称なものとなる。
この場合、光線屈曲手段もアナモルフィックな特性を持
つと、効果的にテレセントリック性を良好に補正するこ
とができる。

【００４９】また、回転対称な接眼光学系（共軸系）と
回転対称な視野角特性を持つ映像表示素子を使用した場
合にも、アナモルフィック光線屈曲手段を使用すると都
合がよい場合がある。映像表示素子が１６：９のような
画面を持つ横長の場合、映像観察時には横方向の眼球の
移動量が大きくなるので、接眼光学系の射出瞳特性も横
長であることが好ましい。接眼光学系をアナモルフィッ
ク光学系とすることで、射出瞳を横長にすることもでき
るが、接眼光学系をアナモルフィックとすると、虚像
（映像表示素子の像）もアナモルフィックとなるので、
アナモルフィックな映像を映像表示素子に表示する必要
がある上、接眼光学系をアナモルフィックにするのはコ
ストがかかり好ましくない。そこで、光線屈曲手段にア
ナモルフィック作用を持たせ、光線屈曲手段を映像表示
素子に密着させれば、映像表示素子の視野角特性（射出
瞳特性）のみを横長（任意の特性）にすることができ
る。

【００５０】また、映像表示素子と光線屈曲手段が一体
化しているものとすることができる。この映像表示装置
は、後記する実施例６、７、１３が対応する。その作用
効果を説明すると、部品点数を増やすことなく接眼光学
系のテレセントリック性を改善することができ、好まし
い。

【００５１】上記の場合に、光線屈曲手段が映像表示素
子のカバーガラスを兼ねているものとすることができ
る。この映像表示装置は、後記する実施例６が対応す
る。以下に、その作用効果を説明する。光線屈曲手段と
して周期的なパターンを持つフレネルレンズ等を使用し
た場合、ＬＣＤのような映像表示素子と光線屈曲手段の
間でモアレ縞が発生する可能性がある。光線屈曲手段を
ＬＣＤの開口と近接一体化し、開口を発した光束を開口
の直後で屈曲させれば、モアレ縞が発生しない。また、
映像表示素子と光線屈曲手段の位置合わせを行う必要が
なくなる。また、この場合、光線屈曲手段が凸パワーを
持てば、ＬＣＤの開口効率が向上しさらに好ましい。

【００５２】ところで、ＬＣＤは液晶層の他に偏光板と
カバーガラスを持つ。光線屈曲手段として平行平面板に
加工したＤＯＥ等の光線屈曲手段を使用すると、光線屈
曲手段がカバーガラスを兼ねるようにすることができ、
部品点数を増やすことなく接眼光学系のテレセントリッ
ク性を改善することができ、好ましい。ＬＣＤ以外の表
面にカバーガラス的なものを持つ映像表示手段について
も、同様のことが言える。

【００５３】また、上記の場合に、光線屈曲手段が回折
光学素子であり、その回折光学素子がローパスフィルタ
ーを兼ねているものとすることができる。この映像表示
装置は、後記する実施例１３が対応する。以下に、その
作用効果を説明する。映像表示手段として少画素数のＬ
ＣＤのようなものを使用する場合、ローパスフィルター
を使用すると、画素が目立たなくなり、好ましい。ま
た、モアレ縞の発生を防いだりモアレ縞のコントラスト
を低下させることができる。光線屈曲手段のＤＯＥをロ
ーパスフィルターとして利用すると、新たにローパスフ
ィルターを追加する必要がないので、好ましい。

【００５４】また、接眼光学系が凹面鏡を含み、光線屈
曲手段が凹パワーの回折光学素子であるようにすること
ができる。この映像表示装置は、後記する実施例８、
９、１１１、１４、１５が対応する。以下に、その作用
効果を説明する。テレセントリック性を補正するために
屈折レンズを使用すると、像面湾曲等テレセントリック
性以外の収差にも影響を及ぼしてしまう。ところが、Ｄ
ＯＥは屈折率無限大の屈折素子と等価であるので、ペッ
ツバール和は全く変化させず、テレセントリック性のみ
効果的に補正することができる。この特性は、凹面鏡を
使用した接眼光学系のように射出瞳位置が像面よりマイ
ナス方向にあり、負の像面湾曲が発生している場合に、
特に有効である。この場合、テレセントリック性を補正
するには像面付近に凹パワーを配置すればよいが、凹パ
ワーの屈折レンズを使用すると、像面湾曲をより悪化さ
せてしまう。ところが、ＤＯＥを使用すれば、ペッツバ
ール和を全く悪化させずに凹パワー作用によりテレセン
トリック性の補正を行うことができる。接眼レンズが色
収差補正不足の場合、凹パワーのＤＯＥを使用すると色
収差を悪化させる方向であるが、映像表示素子付近にＤ
ＯＥを配置すると、実質上無影響である。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の映像表示装置の
実施例１から１８について図面を参照して説明する。 実施例１ この実施例は、図１に概略の構成を示すように、光ファ
イバーバンドル１１を映像表示素子１から出る主光線を
発散するように外向きに屈曲する作用を持つ平板状の光
線屈曲手段として用いる実施例である。すなわち、光フ
ァイバーバンドル１１の映像表示素子１側の端部におい
ては、光ファイバーバンドル１１を構成する光ファイバ
ー素線各々は平行で映像表示素子１の表示面に略垂直に
なっており、接眼レンズ８側の端部においては、光ファ
イバーバンドル１１を構成する光ファイバー素線は発散
するように外向きとなっている。したがって、テレセン
トリック性の悪い接眼レンズ８を使用していても、映像
表示素子１の表示面から略垂直に出た主光線は光ファイ
バーにより発散するように外向きに屈曲されるので、光
ファイバーバンドル１１を使用することで接眼レンズ８
のテレセントリック性を補正できる。

【００５６】実施例２ この実施例は、図２にＬＣＤの画素に対する１つのマイ
クロレンズ配置を示したように、光線屈曲手段としてマ
イクロレンズアレイを用いる実施例である。図２におい
て、ＬＣＤの画素開口１３に対応して配置されるマイク
ロレンズ１２の中心軸を所要の屈曲角に応じてずらして
配置している。マイクロレンズ１２から図示しない接眼
光学系に入射する光線の屈曲度と収束度は、マイクロレ
ンズ１２の映像表示素子に対する偏心量とマイクロレン
ズの曲率半径で決まる。画素毎に適切なマイクロレンズ
の偏心量と曲率半径を設定すれば、映像表示素子全面の
テレセントリック性と収差の補正を行うことができる。

【００５７】接眼光学系が共軸系の場合は、このマイク
ロレンズ１２を、図３に示すように、映像表示素子１の
画面中心からの方向と位置に応じて、画素開口１３から
偏心させることにより、映像表示素子１全面における接
眼光学系のテレセントリック性と収差を補正することが
できる。

【００５８】接眼光学系が偏心光学系でテレセントリッ
ク性が軸対称でない場合は、映像表示素子１の各位置で
の画素開口１３とマイクロレンズ１２の中心軸との相対
関係を適切にコントロールすればよい。

【００５９】実施例３ この実施例は、図４に概略の構成を示すように、平板状
の屈折率分布型レンズ（ＧＩＬ）１４を光線屈曲手段と
して用いる実施例である。図５にＧＩＬ１４の屈折率分
布を示すように、中心から周辺に向かって屈折率が大き
くなっており、このＧＩＬ１４は凹レンズの作用をす
る。したがって、この平板状のＧＩＬ１４を映像表示素
子１に密着させ、接眼レンズ８のテレセントリック性を
補正している。

【００６０】実施例４ この実施例は、図６に概略の構成を示すように、フレネ
ルレンズ１５を光線屈曲手段として用いる実施例であ
る。光線の屈曲度は、フレネルレンズ１５の斜面の傾き
（高さが一定の場合はピッチ）で決まる。画素１個に対
してフレネルレンズ１５のリング（輪帯）を１個配置す
るようにしてもよいが、そうすると１個１個のフレネル
レンズ１５のピッチが細かくなり、製作し難くなる場合
がある。このような場合には、図７に示すように、数個
の画素１３に対してフレネルレンズ１５のリングを１個
配置するようにしてもよい。

【００６１】実施例５ この実施例は、画素毎にフレネルレンズの屈折面片ある
いはプリズム片を配置して光線屈曲手段とする実施例で
ある。図８に１個のＬＣＤ画素１６に対してフレネルレ
ンズの１個のプリズム片１７を配置した様子を示すよう
に、画素１６毎にプリズム片１７を対応させて配置する
ことにより光線を屈曲することで、接眼光学系のテレセ
ントリック性を補正している。映像表示素子内の各画素
毎にプリズム片１７を適切な傾斜角とすることで、映像
表示素子全面のテレセントリック性を補正することがて
きる。

【００６２】実施例６ 以上の実施例では、映像表示素子と接眼光学系からなる
系に光線屈曲手段を付加することで、接眼光学系のテレ
セントリック性を補正している。この実施例では、映像
表示素子と光線屈曲手段を一体化している。

【００６３】図９に示すように、ＬＣＤ１のカバーガラ
スを接眼光学系のテレセントリック性を補正する特性を
持つフレネルレンズ１５の形状とすることで、部品点数
を増すことなく、接眼光学系のテレセントリック性を補
正している。

【００６４】実施例７ この実施例は、マイクロレンズからなる光線屈曲手段と
映像表示素子を一体化した実施例である。図１０に示す
ように、ＬＣＤ１のカバーガラスを接眼光学系のテレセ
ントリック性を補正する特性を持つマイクロレンズ１２
のアレイ形状とすることで、部品点数を増やすことな
く、接眼光学系のテレセントリック性を補正している。
なお、この構成のマイクロレンズ１２は、テレセントリ
ック性の補正以外に、ＬＣＤ１側の開口数を増加させる
働きもしている。

【００６５】実施例８ この実施例は、接眼光学系と単純な回折光学素子（ＤＯ
Ｅ）を組み合わせた実施例である。図１１に映像表示装
置の断面図を示す。この実施例において、接眼光学系８
は、凹面鏡８１とハーフミラー面８２を有するプリズム
形状をしており、逆光線追跡で瞳４から出た光線は観察
者視軸９に沿って進み、接眼光学系８の第１面から入射
した光は、ハーフミラー面８２で反射した後、凹面鏡８
１で反射して、今度はハーフミラー面８２を透過して接
眼光学系８の最終面から射出してＬＣＤ１に結像するも
のである。

【００６６】この接眼光学系８は、アイリリーフを確保
したまま、短焦点距離化（広画角化）しているので、Ｌ
ＣＤ１側のテレセントリック性が崩れている。このテレ
セントリック性を補正するために、映像表示素子１の直
後に回転対称同心円状ＤＯＥ１８を配置している。

【００６７】その結果、長いアイリリーフ、広画角、良
好なテレセントリック性が実現できている。

【００６８】以下、ＤＯＥ１８の具体的数値について説
明する。ＤＯＥの製作性を考慮し、＋２次回折光を使用
し（＋２次回折光でブレーズ化）、有効径の最外周での
ピッチが１０ミクロンとする。すると、ｕｌｔｒａ−ｈ
ｉｇｈ ｉｎｄｅｘ ｌｅｎｓ（ＤＯＥを高い屈折率の
屈折曲面と等価にして得られるレンズ）の焦点距離ｆ
は、 ｆ≦−１４５．９２７ （ｎ_d ＝１００１、円錐定数Ｋ＝−１）となり、これか
ら、曲率半径Ｒは、 Ｒ≧０．１４５９２７×１０⁶ となり、 Ｒ＝０．１４５９２７×１０⁶ となる。図１２にこの場合のＤＯＥのピッチ配列を示
す。

【００６９】このＤＯＥ１８を追加しても接眼光学系８
の収差を全く崩すことなく、テレセントリック性の補正
が行えている。このＤＯＥ光線屈曲手段によるテレセン
トリック性補正効果を次の表１に示す。

【００７０】この実施例において、プリズムにより正の
色収差が発生している接眼光学系８に凹パワーＤＯＥ１
８を追加すると、より色収差を悪化させる方向である
が、ＤＯＥ１８の凹パワーは弱いので、実質的には無影
響である。接眼光学系８の構成パラメータは後記する。
なお、後記の構成パラメータ中、面番号３がプリズムの
入射側端面、面番号６がプリズムのＬＣＤ側端面、面番
号８がＤＯＥの基板のＤＯＥを加工する面であり、面番
号８と９がＤＯＥを表現するｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ ｉ
ｎｄｅｘ ｌｅｎｓである。

【００７１】実施例９ 接眼光学系８の構成は、実施例８と同じ（図１１）であ
るが、ＤＯＥ１８の構成が異なる。画素ピッチが約３０
ミクロンのＬＣＤを使用した場合、ＤＯＥやフレネルレ
ンズのピッチが３０ミクロン付近でモアレ縞が発生しや
すかったので、光線屈曲手段が３０ミクロン付近のピッ
チを持たないようにする必要がある。

【００７２】そこで、図１３の実線で示すように、ＤＯ
Ｅ１８の有効径の７０％（半径１２．００１９ｍｍ）〜
６０％は、ピッチが大きくなるようにピッチの配列を変
更し、有効径の６０％の箇所から内側には、ＤＯＥを加
工しないようにしている。なお、図１３中、破線は実施
例８のピッチ配列である。

【００７３】なお、図１１では、このＤＯＥ１８のＤＯ
Ｅ面をＬＣＤ１に密着させているが、ＤＯＥ１８のＤＯ
Ｅ面と反対側の面をＬＣＤ１と密着させるようにしても
よい。ＤＯＥ面をＬＣＤ１に密着させると、ＤＯＥ１８
の色収差の影響は全くない。一方、ＤＯＥ１８のＤＯＥ
面と反対側の面をＬＣＤ１と密着させても、色収差の影
響は実質上ない上に、モアレ縞のコントラストが落ち
る。

【００７４】以下、本実施例のＤＯＥ１８の具体的数値
について説明する。 〔有効径７０％より外側〕 サグ ：ｓａｇ₁ （ｈ）＝ｈ² ／（２Ｒ） サグの微分：ｄｅｒ₁ （ｈ）＝ｄｓａｇ₁ （ｈ）／ｄｈ＝ｈ／Ｒ ピッチ ：ｐｉｔ₁ （ｈ）＝ｍλＲ／（ｎ_d −１）／ｈ ここで、ｈ：光線高、Ｒ：ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ ｉｎ
ｄｅｘ ｌｅｎｓの曲率半径、ｍ：回折光の次数、λ：
波長、ｎ_d ：基板のｄ線の屈折率。

【００７５】〔有効径７０％〜６０％（接続部）〕有効
径の６０％（ｘ₁ ＝１０．２２１４ｍｍ）〜７０％（ｘ
₂ ＝１２．００１９ｍｍ）の箇所で、サグの微分を以下
のべき級数で表現するとする。 ｄｅｒ₂ （ｈ）＝ｓｈ² ＋ｔｈ＋ｕ すると、 ｓａｇ₂ （ｈ）＝ｓｈ³ ／３＋ｔｈ² ／２＋ｕｈ＋ｖ ここで、ｈ：光軸からの距離、ｓ，ｔ，ｕ，ｖ：定数。
連続接続するための条件は、 ｄｅｒ₁ （ｘ₂ ）＝ｄｅｒ₂ （ｘ₂ ） ｄｅｒ₂ （ｘ₁ ）＝０ ｄｄｅｒ₂ （ｘ₂ ）／ｄｈ＝ｄｄｅｒ₁ （ｘ₂ ）／ｄｈ より、 ｓ＝０．２２０９５２×１０^-4 ｔ＝−０．５３７２２１×１０^-3 ｕ＝０．３１８２７１×１０^-2 ｖ＝−０．１２７３２９×１０^-1 を得る。

【００７６】実施例１０ 接眼光学系８の構成は、実施例８と同じ（図１１）であ
るが、ＤＯＥ１８の構成が異なる。モアレ縞の発生を防
ぐために、モアレ縞が発生しやすいＤＯＥ１８のピッチ
より外側は１次回折光を使用し、内側は２次回折光を使
用する。この場合のピッチ配列を図１４に示す。図１４
のグラフの段差の左側が２次回折光を使用した領域、右
側が１次回折光を使用した領域である。

【００７７】このように、ＤＯＥ１８のピッチが不連続
になり、モアレ縞が発生しやすいピッチ配列を防ぐこと
ができる。この場合、光線屈曲手段（ＤＯＥ１８）のピ
ッチをｐ₁ 、映像表示素子１のピッチをｐ₂ とすると
き、１．１ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．９ｐ₂ （さらに好ましく
は、１．２ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．８ｐ₂ ）となるようにする
と効果的である。

【００７８】実施例１１ 接眼光学系８の構成は、実施例８と同じ（図１１）であ
るが、ＤＯＥ１８の構成が異なる。この実施例において
用いるＬＣＤ１の視野角特性（等コントラスト曲線）を
図１５に示す。このＬＣＤ１の視野角特性は正確な回転
対称な特性ではない。そこで、厳密な視野角特性の補正
を行うために、回転非対称なＤＯＥ１８を光線屈曲手段
として使用する。すなわち、図１５のａ方向とｂ方向に
対応する方向の屈折パワーの比がａ：ｂ（ａ≠ｂ）とな
る図１６のような回折格子パターンを有するのＤＯＥ
（楕円ＤＯＥ）１８を使用する。

【００７９】実施例１２ 接眼光学系８の構成は実施例８と同じ（図１１）であ
る。ただし、この実施例の場合は、ＤＯＥ１８の代わり
にフレネルレンズを用いる。そして、そのフレネルレン
ズの構造に特徴がある。図１７（ａ）にフレネルレンズ
１５の平面図、同図（ｂ）に断面図を示す（焦点距離−
１２１．５ｍｍに相当するパワーのフレネルレンズ）。
フレネルレンズピッチが１．５ｍｍ場合に、映像表示素
子１とフレネルレンズ１５の間で強いモアレ縞が発生す
るとする。周辺部（Ｂ部）におけるフレネルレンズの高
さが０．１ｍｍなので、有効径の中心からの距離が１０
ｍｍの位置におけるフレネルレンズピッチは１．２１ｍ
ｍとなる。この部分より内側はフレネルレンズの高さを
０．２ｍｍとしている（Ａ部）ので、Ａ部とＢ部の接続
部のすぐ内側はピッチは２．４ｍｍ程度で、内側へ向か
う程ピッチは大きくなるので、モアレ縞が発生しやすい
ピッチを除くことができる。

【００８０】この場合、１．１ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．９ｐ₂
（さらに好ましくは、１．２ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．８ｐ₂ ）
となるようにすると、効果的である。ここで、ｐ₁ ：光
線屈曲手段（フレネルレンズ１５）のピッチ、ｐ₂ ：映
像表示素子１のピッチ。

【００８１】実施例１３ この実施例は、ＤＯＥ光線屈曲手段にローパスフィルタ
ーの作用を持たせた実施例であり、図１８に示すよう
に、映像表示素子１に密着あるいは近接して回折溝の断
面形状が矩形のＤＯＥ１８を配置している。ＤＯＥ１８
の１次回折光により接眼レンズ８のテレセントリック性
を補正している。そして、ＤＯＥ１８は回折溝の断面形
状が矩形なので、＋１次回折光以外にも、０次光、−１
次光・・・が発生する。この中の±１次回折光、０次光
によりＤＯＥ１８はローパスフィルターの作用も有す
る。このようにして、部品点数を増すことなく、接眼光
学系８のテレセントリック性の補正とローパスフィルタ
ー効果が得られる。

【００８２】実施例１４ この実施例は、偏心接眼光学系において、ＤＯＥの偏角
プリズム作用によるテレセントリック性補正に関する実
施例であり、図１９に示すように、接眼光学系８は、相
互に偏心配置された２枚の凹面鏡８３、８４からなるも
のであり、逆光線追跡で瞳４から出た光線は観察者視軸
９に沿って進み、接眼光学系８の第１凹面鏡８３に入射
して反射された後、第２凹面鏡８４で反射してＬＣＤ１
に結像するものである。

【００８３】この接眼光学系８は偏心光学系を使用して
いるので、接眼光学系８の主光線は観察者の視軸に対し
て一方向に傾いている。そこで、光線屈曲手段として偏
角プリズム作用（一方向に光線偏向作用）を持つＤＯＥ
１８をＬＣＤ１に密着させ、接眼光学系８のテレセント
リック性を補正している。ここでは、平行平面板の接眼
光学系８側をＤＯＥ面としているが、反対側をＤＯＥ面
にしてよい。

【００８４】この実施例の接眼光学系８の構成パラメー
タは後記するが、偏角プリズム作用を持つＤＯＥ１８を
使用しない場合、接眼光学系８のテレセントリック性が
悪いので、軸上主光線が映像表示素子１に対して７．２
°傾いている。

【００８５】後記の構成パラメータについて、補足的に
説明すると、ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈｉｎｄｅｘ法の原理
により、 （ｎ−１）ｄｚ／ｄｈ＝ｓｉｎθ ここで、 ｄｚ／ｄｈ＝ｔａｎα とする。ｎ＝１００１，θ＝７．２°より、α＝０．０
０７１８１°（ＤＯＥ面が０．００７１８１°）傾いて
いる。

【００８６】なお、図１９に示すような接眼光学系８に
おいて、主光線が観察者の視軸に対して一方向に傾いて
いるのは、接眼光学系８の収差上好ましいからである。
また、映像表示素子１によっては、映像表示面内の明視
方向がある方向に傾き気味の場合がある。この場合は、
主光線が観察者の視軸に対して一方向に傾いていると、
映像の中心付近のコントラストが向上する、コントラス
トの面内バラツキが減少する等の効果を持たせることが
できるからである。

【００８７】実施例１５ この実施例は、偏心接眼光学系において、偏角プリズム
作用とレンズ作用を持つＤＯＥによるテレセントリック
性補正に関する実施例であり、図１９に示すように、こ
の実施例においても、接眼光学系８は、相互に偏心配置
された２枚の凹面鏡８３、８４からなるものであり、逆
光線追跡で瞳４から出た光線は観察者視軸９に沿って進
み、接眼光学系８の第１凹面鏡８３に入射して反射され
た後、第２凹面鏡８４で反射してＬＣＤ１に結像するも
のである。

【００８８】この接眼光学系８は偏心光学系を使用して
いるので、接眼光学系８の主光線は観察者の視軸に対し
て一方向に傾いている。そこで、光線屈曲手段として偏
角プリズム作用とレンズ作用を持つＤＯＥ１８をＬＣＤ
１に密着させ、接眼光学系８のテレセントリック性を補
正している。ここでは、平行平面板のＬＣＤ１側をＤＯ
Ｅ面としているが、反対側をＤＯＥ面にしてよい。な
お、この実施例の接眼光学系８の構成パラメータは後記
する。

【００８９】実施例１６ この実施例は、アナモルフィック作用を持つＤＯＥ光線
屈曲手段による横長射出瞳の形成に関する実施例であ
る。図２０に示すように、接眼光学系８として回転対称
（共軸）の光学系を使用し、映像表示素子は画面横縦寸
法比が１６：９の横長のＬＣＤ１を使用する場合、ＬＣ
Ｄ１が回転対称に近い視野角特性を持つと、図２０の左
下に模式的に示すような回転対称な特性を持つ射出瞳が
形成される。なお、この射出瞳の中心は明るく、周辺は
暗くなる。そこで、図２０の射出瞳は明るさの分布の等
高線として示してある。

【００９０】そこで、図２２に格子溝の形状を模式的に
示すように、横（Ｘ）方向のパワーが縦（Ｙ）方向のパ
ワーより強いアナモルフィックＤＯＥ１９を用い、図２
１に示すように、ＬＣＤ１にこのアナモルフィックＤＯ
Ｅ１９を密着させ、ＬＣＤ１の虚像に影響することな
く、図２１の左下に模式的に示すような横長の特性を持
つ射出瞳を形成すると共に、接眼光学系８のテレセント
リック性を補正する。

【００９１】ここで、ＬＣＤ１が回転対称に近い視野角
特性を持つとしたが、ＬＣＤ１の視野角特性が回転対称
でない場合は、所望の射出瞳特性が得られるように、光
線屈曲手段ＤＯＥ１９のアナモルフィック度を変更すれ
ばよい。

【００９２】また、接眼光学系８が完全にテレセントリ
ックな場合は、Ｘ方向にパワーを持ち、Ｙ方向にパワー
を持たないシリンドリカル作用を持つ光線屈曲手段１９
を使用すればよい。

【００９３】実施例１７ この実施例は、アナモルフィック作用を持つマイクロレ
ンズ光線屈曲手段による横長射出瞳の形成に関する実施
例である。本実施例では、実施例１６のＤＯＥ１９の代
わりに、図２３に示すように、映像表示素子１を構成す
る画素開口１３に整列させてアナモルフィックマイクロ
レンズ２０をアナモルフィック光線屈曲手段としてアレ
イ状に配置することで、Ｘ方向の視野角特性（射出瞳特
性）を大きくしている。ここでは、凹パワーを持つマイ
クロレンズ２０を使用しているが、接眼光学系８の射出
瞳位置がＬＣＤ１のマイナス方向であれば、凸パワーの
マイクロレンズを使用すればよい。

【００９４】実施例１８ この実施例は、シリンドリカルレンズ作用を持つ光線屈
曲手段による広画角化に関する実施例である。図２４
（ａ）に示すように、映像表示素子１を接眼レンズ８で
拡大して眼球４で観察する映像表示系を左右の眼４それ
ぞれに別々に配置して映像表示装置を構成する場合に、
図２４（ｂ）に示すように、広画角化のために左右の映
像表示素子１を大型化すると、左右の映像表示素子１が
相互に干渉してしまう（実際の映像表示素子１は映像表
示領域周辺の面積が大きいため）。そこで、図２４
（ｃ）に示すように、左右の映像表示系それぞれに２つ
のシリンドリカルレンズ作用を持つ光線屈曲手段２１、
２２の組み合わせからなる光学系を接眼レンズ８の映像
表示素子１側に配置して、左右の映像表示素子１を左右
の視軸２３より外側に配置し、映像表示素子１からの光
を斜め方向から接眼レンズ８に導くようにする。この２
つの光線屈曲手段の中、一方の光線屈曲手段２１は、映
像表示素子１から略垂直に出る主光線を斜めに屈曲さ
せ、他方の光線屈曲手段２２は、光線屈曲手段２１で斜
めに屈曲された主光線を視軸２３に略平行に屈曲させる
作用をする。このようにして、左右の映像表示素子１に
大きな映像表示素子を使用した際の映像表示素子１相互
の干渉を防ぐことができる。ここで、シリンドリカルレ
ンズ作用を持つ光線屈曲手段２１、２２としては、図２
４（ｄ）に示すようなシリンドリカルレンズを偏心して
配置したものを用いればよい。このようにして、映像表
示素子１が相互に干渉することなく、接眼光学系の広画
角化を図ることができる。

【００９５】なお、光線屈曲手段２１、２２には、一方
向（図２４（ｄ）のようにＸ−Ｚ平面方向）のみに光線
屈曲作用を持たせてもよいし、２次元の映像表示素子１
の視野角特性補正作用や接眼光学系８のテレセントリッ
ク性補正作用を持たせてもよい。また、接眼光学系８と
して偏心光学系を使用する場合は、接眼光学系８の偏心
収差の補正作用を光線屈曲手段２１、２２に持たせるこ
ともできる。ここで、映像表示素子１の視野角特性補正
作用とは、映像表示素子１からの出る表示光の角度分布
が表示面の法線を中心に等方的に分布せず何れかの方向
に偏っている場合には、単に接眼レンズ８を配置するだ
けでは暗い像しか観察できないので、この偏った視野角
特性を上記のような光線屈曲手段２１により補正して明
るい像を観察できるようにすることであり、また、接眼
光学系８のテレセントリック性補正作用とは、図２４
（ａ）に示すように接眼レンズ８のテレセントリック性
が良好のものの場合には観察上全く問題がないが、収差
補正やコンパクト化によるレンズ枚数制限等の要請によ
り接眼レンズ８のテレセントリック性が良好でない場合
に、足りないテレセントリック性を光線屈曲手段２１、
２２により補うことである。以上のように、光線屈曲手
段２１、２２に２次元の映像表示素子１の視野角特性補
正作用や接眼光学系８のテレセントリック性補正作用等
を持たせることにより、部品点数を増やすことなく、テ
レセントリック性の補正や視野角特性の補正を同時に行
うことができる。なお、シリンドリカルレンズ作用を持
つ光線屈曲手段２１、２２はＤＯＥにより構成すること
もできる。

【００９６】次に、実施例８、１４、１５の構成パラメ
ータを示すが、面番号は映像表示素子１の虚像位置から
観察者の瞳位置４を経て映像表示素子１に向かう逆追跡
の面番号として示してある。

【００９７】そして、座標の取り方は、図１１に示すよ
うに、観察者の虹彩位置４あるいは回旋中心を原点と
し、観察者視軸９を原点から接眼光学系８に向かう方向
を正とするＺ軸、観察者視軸９に直交し、観察者眼球か
ら見て上下方向の下から上を正とするＹ軸、観察者視軸
９に直交し、観察者眼球から見て左右方向の右から左を
正とするＸ軸と定義する。つまり、図１１の紙面内をＹ
−Ｚ面とし、紙面と垂直方向の面をＸ−Ｚ面とする。

【００９８】そして、下記の構成パラメータ中におい
て、実施例８については、接眼光学系８の光軸は紙面の
Ｙ−Ｚ面内で折り曲げられるものとし、各面の相対位置
は軸上の面間隔（映像表示素子１の虚像位置について別
にすると、反射の回毎に符号が変化する。）で定義さ
れ、光軸に対して中心軸が傾いた面の傾き角はθで表示
されている。その場合、θが正は反時計回りを意味す
る。また、実施例１４、１５において、接眼光学系８を
構成する偏心光学系の光軸は紙面のＹ−Ｚ面内で折り曲
げられるものとし、偏心量Ｙ、Ｚと傾き角θが記載され
ている面においては、基準面である２面（瞳位置４）か
らのその面の面頂のＹ軸方向、Ｚ軸方向の偏心量及びそ
の面の中心軸のＺ軸からの傾き角を意味し、その場合、
θが正は反時計回りを意味する。なお、面間隔が記載さ
れている面については、その面と次の面の軸上面間隔で
ある（ただし、実施例１５のＤＯＥの基板以降は同軸系
とし、ＤＯＥ面のみが前の面に対してθだけ傾いている
ものとする。）。

【００９９】なお、各面において、回転対称な非球面形
状は、Ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃは
それぞれ４次、６次、８次の非球面係数、ｈはｈ² ＝Ｘ
² ＋Ｙ² とすると、非球面式は以下に示す通りである。

【０１００】Ｚ =（ｈ²/Ｒ）／［1+｛ 1-(1+Ｋ) ( ｈ²/
Ｒ²)｝^1/2 ］＋Ａｈ⁴ ＋Ｂｈ⁶ ＋Ｃｈ⁸ また、各面において、回転非対称の非球面形状は、その
面を規定する座標上で、Ｒ_y 、Ｒ_x はそれぞれＹ−Ｚ面
（紙面）内の近軸曲率半径、Ｘ−Ｚ面内での近軸曲率半
径、Ｋ_x 、Ｋ_y はそれぞれＸ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面内の円錐
係数、ＡＲ、ＢＲはそれぞれＺ軸に対して回転対称な４
次、６次の非球面係数、ＡＰ、ＢＰはそれぞれＺ軸に対
して回転非対称な４次、６次の非球面係数とすると、非
球面式は以下に示す通りである。

【０１０１】Ｚ =［( Ｘ²/Ｒ_x )+ (Ｙ²/Ｒ_y ) ］／［1+
｛ 1-(1+Ｋ_x ) ( Ｘ²/Ｒ_x ²)-(1+Ｋ_y ) ( Ｙ²/Ｒ_y ²)｝
^1/2 ］＋ＡＲ［ (1-ＡＰ) Ｘ²+( 1+ＡＰ) Ｙ² ］²＋Ｂ
Ｒ［ (1-ＢＰ) Ｘ²+( 1+ＢＰ) Ｙ² ］³ なお、面と面の間の媒質の屈折率はｄ線の屈折率で表
す。長さの単位はｍｍである。ＤＯＥの設計では、Ｓｗ
ｅａｔｔ法を使用している（W.C.Sweatt,"Mathematical
equivalence between a holographic optical element
and an ultra-high index lens",J.Opt.Soc.Am.,Vol.6
9,No.3(1979)参照）。

【０１０２】以下に、実施例８、１４、１５の構成パラ
メータを示す。なお、記載のない非球面に関する項はゼ
ロである。 実施例８ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 （偏心量） （傾き角） １ ∞ -1000.000 （ＬＣＤの虚像） ２ ∞（瞳） 23.000 ３ ∞（屈折面） 11.250 1.52540 56.25 ４ ∞（半透鏡) -12.750 1.52540 ５６．２５
θ ４５．０
０° ５ 77.211（凹面鏡） 23.750 1.52540 56.25 ６ 681.335（屈折面） 9.328 Ｋ 0.000000 Ａ 0.476470 ×10^-4 Ｂ -0.998615 ×10^-7 Ｃ 0.970000 ×10^-10 ７ ∞（ＤＯＥの基板） 2.000 1.45846 67.81 ８ ∞ 0.000 ９ -1.45928×10⁵ 0.000 1001 -3.45 （ＤＯＥ） 10 ∞ 0.220 1.51633 64.15 （偏光板） 11 ∞ 0.800 1.51633 64.15 （カバーガラス） 12 ∞ （ＬＣＤの表示面） 。

【０１０３】実施例１４ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 （偏心量） （傾き角） １ ∞ -1000.000 （ＬＣＤの虚像） ２ ∞（瞳） ３ -169.440（凹面鏡） Ｙ 0.000 θ 22.500 ° Ｚ 58.000 ４ Ｒ_y 252.400（凹面鏡） Ｙ -18.000 θ 67.500 ° Ｒ_x 142.350 Ｚ 40.000 ５ ∞ （ＤＯＥ） 1001 -3.45 Ｙ 14.957 θ 82.792819° Ｚ 39.833 ６ ∞（ＤＯＥの基板） 2.000 1.49241 57.66 Ｙ 14.957 θ 82.800 ° Ｚ 39.833 ７ ∞ 0.000 ８ ∞ （ＬＣＤの表示面） 。

【０１０４】実施例１５ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 （偏心量） （傾き角） １ ∞ -1000.000 （ＬＣＤの虚像） ２ ∞（瞳） ３ -169.440（凹面鏡） Ｙ 0.000 θ 22.500 ° Ｚ 58.000 ４ Ｒ_y 252.400（凹面鏡） Ｙ -18.000 θ 67.500 ° Ｒ_x 142.350 Ｚ 40.000 ６ ∞（ＤＯＥの基板） 2.000 1.49241 57.66 Ｙ 14.957 θ 82.800 ° Ｚ 39.833 ７ ∞ 0.000 ８ -1.31585×10⁵ 0.000 1001 -3.45 （ＤＯＥ） θ -0.007185° ９ ∞ （ＬＣＤの表示面） 。

【０１０５】以上、本発明の映像表示装置を実施例に基
づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定
されず種々の変形が可能である。

【０１０６】本発明の映像表示装置を頭部装着式映像表
示装置（ＨＭＤ）として構成し、観察者が装着した状態
の斜視図を図２５に示す。図中、６１はディスプレイ本
体部を示し、その中に眼幅距離だけ離して何れかの実施
例の接眼光学系と映像表示素子が配置され、支持部材に
よりディスプレイ本体部６１を観察者の顔面に保持する
ように支持部材が頭部を介して固定している。その支持
部材としては、一端をディスプレイ本体部６１に接合
し、観察者のこめかみから耳の上部にかけて延在する左
右の前フレーム６２と、前フレーム６２の他端に接合さ
れ、観察者の側頭部を渡るように延在する左右の後フレ
ーム６３と、左右の後フレーム６３の他端に挟まれるよ
うに自らの両端を一方ずつ接合し、観察者の頭頂部を支
持する頭頂フレーム６４とから構成されている。

【０１０７】また、前フレーム６２における後フレーム
６３との接合部近傍には、弾性体からなり例えば金属板
バネ等で構成されたリヤプレート６５が接合されてい
る。このリヤプレート６５は、上記支持部材の一翼を担
うリヤカバー６６が観察者の後頭部から首の付け根にか
かる部分で耳の後方に位置して支持可能となるように接
合されている。

【０１０８】映像・音声信号等を外部から送信するため
のケーブル７２が一端を電装部品に接続し、頭頂フレー
ム６４、後フレーム６３、前フレーム６２、リヤプレー
ト６５の内部を介してリヤカバー６６の後頭部より外部
に突出している。そして、このケーブル７２は、ビデオ
再生装置７０に接続されている。また、７１はビデオ再
生装置７０のスイッチやボリュウム調整部である。

【０１０９】なお、ケーブル７２は先端をジャックにし
て、既存のビデオデッキ等に取り付け可能としてもよ
い。さらに、ＴＶ電波受信用チューナーに接続してＴＶ
鑑賞用としてもよいし、コンピュータに接続してコンピ
ュータグラフィックスの映像や、コンピュータからのメ
ッセージ映像等を受信するようにしてもよい。また、邪
魔なコードを排斥するために、アンテナを接続して外部
からの信号を電波によって受信するようにしてもよい。

【０１１０】この使用例の場合、例えば実施例８の接眼
光学系８を使用し、この接眼光学系８の前方に液晶シャ
ッターを配備し、外界像を選択的に又は映像表示素子１
の映像と重畳して観察できるようにすることができる。

【０１１１】以上の本発明の映像表示装置は例えば次の
ように構成することができる。 〔１〕 映像を表示する映像表示素子と、前記映像表示
素子の映像表示面に近接して配置され、映像表示素子の
発する光線の主光線を発散するように外向きに屈曲する
作用を持つ平板状の光線屈曲手段と、前記光線屈曲手段
を通過した光線を観察者の眼球に導き、前記映像表示素
子の表示する映像を拡大表示する作用を持つ接眼光学系
とからなることを特徴とする映像表示装置。

【０１１２】〔２〕 上記〔１〕において、前記光線屈
曲手段が光ファイバーバンドルであることを特徴とする
映像表示装置。

【０１１３】〔３〕 上記〔１〕において、前記光線屈
曲手段がフレネルレンズであることを特徴とする映像表
示装置。

【０１１４】〔４〕 上記〔３〕において、前記フレネ
ルレンズが画素毎に要素屈折面を有することを特徴とす
る映像表示装置。

【０１１５】〔５〕 上記〔１〕において、前記光線屈
曲手段がマイクロレンズアレイであることを特徴とする
映像表示装置。

【０１１６】〔６〕 上記〔５〕において、前記マイク
ロレンズアレイが偏心したマイクロレンズを含むことを
特徴とする映像表示装置。

【０１１７】〔７〕 上記〔１〕において、前記光線屈
曲手段が回折光学素子であることを特徴とする映像表示
装置。

【０１１８】〔８〕 上記〔７〕において、前記回折光
学素子が２次以上の高次回折光を使用していることを特
徴とする映像表示装置。

【０１１９】

〔９〕 上記〔１〕において、前記接眼光
学系の焦点距離をｆとすると、前記光線屈曲手段と前記
映像表示手段との距離が０．３ｆ以下であることを特徴
とする映像表示装置。

【０１２０】〔１０〕 上記

〔９〕において、前記光線
屈曲手段が前記映像表示手段と接触していることを特徴
とする映像表示装置。

【０１２１】〔１１〕 上記〔１０〕において、前記光
線屈曲手段の光線屈曲作用を起こす面が映像表示手段と
接触していることを特徴とする映像表示装置。

【０１２２】〔１２〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段による光線の屈曲角が３０°以下であることを
特徴とする映像表示装置。

【０１２３】〔１３〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段が少なくとも２つの異なる構造を接続してなる
ものであることを特徴とする映像表示装置。

【０１２４】〔１４〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段の接続部両側の異なる構造の光線屈曲作用が
連続性を持つことを特徴とする映像表示装置。

【０１２５】〔１５〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段のピッチをｐ₁ 、前記映像表示素子のピッチ
をｐ₂ とするとき、前記光線屈曲手段の周辺から中心へ
向かう方向で考えた場合に、 ｐ₁ ≧０．９ｐ₂ ・・・（１） となる前に異なる構造が接続されていることを特徴とす
る映像表示装置。

【０１２６】〔１６〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段のピッチをｐ₁ 、前記映像表示素子のピッチ
をｐ₂ とするとき、前記光線屈曲手段は、 １．１ｐ₂ ＞ｐ₁ ＞０．９ｐ₂ ・・・（２） を満足するピッチを含まないことを特徴とする映像表示
装置。

【０１２７】〔１７〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段が光線屈曲作用を持たない部分を有すること
を特徴とする映像表示装置。

【０１２８】〔１８〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段が回折光学素子であり、接続している領域の
中心側と周辺側で異なる回折次数光を使用し、中心側で
は周辺側に使用している回折光よりも高次の回折光を使
用することを特徴とする映像表示装置。

【０１２９】〔１９〕 上記〔１３〕において、前記光
線屈曲手段がフレネルレンズであり、接続している領域
の中心側と周辺側で異なる高さのフレネルレンズを使用
し、中心側の高さが周辺側の高さより高いことを特徴と
する映像表示装置。

【０１３０】〔２０〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段が同心円状であることを特徴とする映像表示装
置。

【０１３１】〔２１〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段が偏角プリズム作用を持つことを特徴とする映
像表示装置。

【０１３２】〔２２〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段が偏角プリズム作用とレンズ作用を合わせ持つ
ことを特徴とする映像表示装置。

【０１３３】〔２３〕 上記〔１〕において、前記光線
屈曲手段がアナモルフィック作用を持つことを特徴とす
る映像表示装置。

【０１３４】〔２４〕 上記〔１〕において、前記映像
表示素子と前記光線屈曲手段が一体化していることを特
徴とする映像表示装置。

【０１３５】〔２５〕 上記〔２４〕において、前記光
線屈曲手段が前記映像表示素子のカバーガラスを兼ねて
いることを特徴とする映像表示装置。

【０１３６】〔２６〕 上記〔２４〕において、前記光
線屈曲手段が回折光学素子であり、前記回折光学素子が
ローパスフィルターを兼ねていることを特徴とする映像
表示装置。

【０１３７】〔２７〕 上記〔１〕において、前記接眼
光学系が凹面鏡を含み、前記光線屈曲手段が凹パワーの
回折光学素子であることを特徴とする映像表示装置。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンパクト、広画角で、テレセントリック性が良好に補
正された接眼光学系を使用した映像表示装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の映像表示装置の概略の構成
を示す図である。

【図２】実施例２のＬＣＤの画素に対する１つのマイク
ロレンズ配置を示す図である。

【図３】実施例２の映像表示素子全面におけるマイクロ
レンズ配置を示す図である。

【図４】実施例３の概略の構成を示す図である。

【図５】実施例３において光線屈曲手段として用いる屈
折率分布型レンズの屈折率分布を示す図である。

【図６】実施例４の概略の構成を示す図である。

【図７】実施例４において光線屈曲手段として用いるフ
レネルレンズのリングの画素に対する配置を示す図であ
る。

【図８】実施例５のＬＣＤ画素に対するフレネルレンズ
のプリズム片の配置を示す図である。

【図９】実施例６において光線屈曲手段として用いるＬ
ＣＤのカバーガラスのフレネルレンズ形状を示す図であ
る。

【図１０】実施例７において光線屈曲手段として用いる
ＬＣＤのカバーガラスのマイクロレンズアレイ形状を示
す図である。

【図１１】実施例８の映像表示装置の断面図である。

【図１２】実施例８において光線屈曲手段として用いる
ＤＯＥのピッチ配列を示す図である。

【図１３】実施例９において光線屈曲手段として用いる
ＤＯＥのピッチ配列を示す図である。

【図１４】実施例１０において光線屈曲手段として用い
るＤＯＥのピッチ配列を示す図である。

【図１５】実施例１１において用いるＬＣＤの視野角特
性（等コントラスト曲線）を示す図である。

【図１６】実施例１１において光線屈曲手段として用い
るＤＯＥの回折格子パターンを示す図である。

【図１７】実施例１２において光線屈曲手段として用い
るフレネルレンズの平面図と断面図である。

【図１８】実施例１３の概略の構成を示す図である。

【図１９】実施例１４の映像表示装置の断面図である。

【図２０】接眼光学系として回転対称光学系を使用した
映像表示素子の構成と射出瞳形状を示す図である。

【図２１】実施例１６の概略の構成と射出瞳形状を示す
図である。

【図２２】実施例１６において光線屈曲手段として用い
るアナモルフィックＤＯＥの格子溝の形状を模式的に示
す図である。

【図２３】実施例１７の映像表示素子全面におけるアナ
モルフィックマイクロレンズ配置を示す図である。

【図２４】実施例１８の構成と作用を説明するための図
である。

【図２５】本発明による頭部装着式映像表示装置を観察
者が装着した状態の斜視図である。

【図２６】アイリリーフを確保したまま接眼光学系の焦
点距離を短くすると映像表示素子側のテレセントリック
性が悪化してしまうことを説明するための図である。

【図２７】映像表示装置の概念図である。

【図２８】本発明により光線屈曲手段を異なる構造を接
続した構造とする理由を説明するための図である。

【図２９】本発明により光線屈曲手段を異なる回折次数
光を使用する回折光学素子とする場合のピッチ配列を示
す図である。

【図３０】本発明により光線屈曲手段を異なる高さから
なるフレネルレンズとする場合のピッチ配列を示す図で
ある。

【図３１】接眼光学系として偏心光学系を使用する場合
に主光線の傾き方が光軸対称でなくなる様子を示す図で
ある。

【図３２】接眼光学系として偏心光学系を使用する場合
に主光線が全てある方向に傾く様子を示す図である。

【図３３】従来の１つの周知な映像表示装置の概略の構
成を示す図である。

【図３４】従来のもう１つの周知な映像表示装置の概略
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…映像表示素子（ＬＣＤ） ４…眼球（瞳） ８…接眼レンズ（接眼光学系） ９…観察者視軸 １１…光ファイバーバンドル １２…マイクロレンズ １３…ＬＣＤの画素開口 １４…屈折率分布型レンズ（ＧＩＬ） １５…フレネルレンズ １６…ＬＣＤ画素 １７…フレネルレンズのプリズム片 １８…ＤＯＥ １９…アナモルフィックＤＯＥ ２０…アナモルフィックマイクロレンズ ２１、２２…シリンドリカルレンズ ６１…ディスプレイ本体部 ６２…前フレーム ６３…後フレーム ６４…頭頂フレーム ６５…リヤプレート ６６…リヤカバー ６９…イヤホン ７０…ビデオ再生装置 ７１…スイッチ、ボリュウム調整部 ７２…ケーブル ８１…凹面鏡 ８２…ハーフミラー面 ８３、８４…凹面鏡

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素子と、前記映
   像表示素子の映像表示面に近接して配置され、映像表示
   素子の発する光線の主光線を発散するように外向きに屈
   曲する作用を持つ平板状の光線屈曲手段と、前記光線屈
   曲手段を通過した光線を観察者の眼球に導き、前記映像
   表示素子の表示する映像を拡大表示する作用を持つ接眼
   光学系とからなることを特徴とする映像表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記光線屈曲手段が
   フレネルレンズであることを特徴とする映像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記光線屈曲手段が
   回折光学素子であることを特徴とする映像表示装置。