JPH11326759A

JPH11326759A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH11326759A
Application number: JP10134712A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kobu; 真小夫; Nobuo Sakuma; 伸夫佐久間
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、小電力で且つ軽量で、画像表示の大
きさも自由に設計できるパーソナルな画像表示装置を提
供するものである。【解決手段】本発明は、光源１からの光束を透過または
反射する画像形成部２を備え、画像形成部２を通過した
光束が、投影レンズと視野レンズを透過または反射し、
空中に表示画像を形成する画像表示装置であり、上記投
影レンズと視野レンズの組み合わせを複数段配置して、
表示画像の拡大率を順次、拡大できるように構成した。
具体的には、第１投影レンズ３と第１視野レンズ４によ
り画像形成部の表示画像を拡大して第１空中像を形成
し、第２投影レンズ５と第２視野レンズ６により第１空
中像を入力画像として第２空中像を形成する。これによ
り、画像形成部が１〜３インチの液晶表示素子のような
小さな原画表示素子でも、２０〜３０インチ以上の画面
に拡大して空中像を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等からの出力情報や画像の表示、ビデオプレーヤ
やテレビジョン等の画像表示に用いられる画像表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等の情報
機器に用いられるパーソナルなデスクトップディスプレ
イとしてはＣＲＴ（Ｃathode-Ｒay Ｔube）ディスプレ
イが主流であったが、近年、直視タイプの液晶ディスプ
レイが主流になりつつある。この液晶ディスプレイは、
ＣＲＴと比較して薄型で消費電力の低減が図れ、大まか
に言っても５０％乃至５０％以下の省電力化が可能とな
る。また、消費電力をさらに低減させる液晶ディスプレ
イとして、ＳＴＮ（Ｓuper Ｔwisted Ｎematic）タイプ
の液晶材料を使ったものが発表されている。

【０００３】さらに、液晶ディスプレイにはプロジェク
タ型の液晶ディスプレイがあり、このプロジェクタ型液
晶ディスプレイでは、画像形成部に液晶を用い、画像形
成部に形成した画像を投影レンズによりスクリーンに投
影して画像表示を行うため、画像表示の拡大を容易に行
うことができる。しかし、プロジェクタ型液晶ディスプ
レイでは、大きな画面で明るい画像にするため、ハロゲ
ンランプ等の１００Ｗ前後またはこれを越えるワット数
の照明ランプを使うので、消費電力が大きいという欠点
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】パーソナルコンピュー
タ等の個人用情報機器の普及や、ビデオプレーヤ、デジ
タルビデオディスク（ＤＶＤ）プレーヤ等の発展に伴
い、今後ディスプレイの形態は多様化していく方向にあ
る。一例としては、１人用のディスプレイとして頭部に
装着して使うヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭ
Ｄ）が商品化されている。しかし、この商品は頭部に装
着して使用するため、その使用に不快感を感じる場合や
長時間の使用には耐え難いものがある。また、車載用の
表示装置としてヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵ
Ｄ）等も商品化されており、用途に応じた種々の画像表
示装置の開発が成されている。このように種々の情報機
器及びその表示装置が開発、商品化されているが、益々
情報化社会になるにつれ、パーソナルな情報機器や画像
表示装置の消費電力の低減を図ることは止むことのない
課題である。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、デスクトップ用の直視タイプのディスプレイより更
に消費電力を下げることができ、画像表示の大きさも自
由に設計できるパーソナルな画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】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る画像表示装置は、光源からの光束を
透過または反射する画像形成部を備え、該画像形成部を
通過した光束が、投影レンズと視野レンズを透過または
反射し、空中に表示画像を形成する画像表示装置であ
り、上記投影レンズと視野レンズの組み合わせを複数段
配置して、表示画像の拡大率を順次、拡大できるように
構成したことを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る画像表示装置は、請求項１
の構成に加えて、第１の投影レンズと第１の視野レンズ
の組み合わせからなる第１の空中像形成用光学系で空中
に投影される表示画像は、画像形成部に形成される入力
画像を空中像として形成したものであり、第２の投影レ
ンズと第２の視野レンズの組み合わせからなる第２の空
中像形成用光学系で空中に投影される表示画像は、上記
第１の空中像形成用光学系で形成された空中像を入力画
像として第２の空中像を形成したものであり、その第２
の空中像を形成するため、上記第２の投影レンズは、上
記第１の投影レンズと第１の視野レンズの組み合わせで
形成される視域内に配置されることを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る画像表示装置は、請求項１
または２の構成に加えて、第１の投影レンズと第１の視
野レンズの組み合わせで形成される第１視域の大きさよ
り、第２の投影レンズと第２の視野レンズの組み合わせ
で形成される第２視域の大きさを大きくすることを特徴
とする。

【０００９】請求項４に係る画像表示装置は、請求項１
または２の構成に加えて、第１の投影レンズと第１の視
野レンズの組み合わせで形成される第１空中像形成用光
学系の光路では、画像形成部に対する第１空中像の拡大
率が高い条件であり、第２の投影レンズと第２の視野レ
ンズの組み合わせで形成される第２空中像形成用光学系
の光路では、第１空中像に対する第２空中像の拡大率が
上記第１空中像形成用光学系と同等または小さい条件
で、且つ第２視域を大きくする条件とすることを特徴と
する。

【００１０】請求項５に係る画像表示装置は、請求項
１，２，３または４の構成に加えて、第１の視野レンズ
は凸レンズであり、第２の視野レンズは凹面鏡で構成す
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成、動作及び作
用について図面を参照して詳細に説明する。まず、本発
明に係る画像表示装置の基本となる空中像表示型の光学
系について図４を参照して説明する。尚、図４には、本
発明に係る空中像表示型の構成に加えて、比較例として
スクリーンに表示を行う場合の結像位置も合わせて示し
てある。

【００１２】図４に示す画像表示装置の光学系では、光
軸上に光源１、画像形成部２、投影レンズ３、視野レン
ズ４が配置されている。画像形成部２には、例えば液晶
表示パネル（ＬＣＤ）が用いられ、光源１から出射し、
液晶表示パネルからなる画像形成部２を通過した光束
は、投影レンズ３と視野レンズ４を透過し、空中に表示
像として空中像を形成する。図４はこの空中像を形成し
た状態を示している。この空中像はスクリーンを用いな
いでオペレータが見られる直視タイプの画像である。但
し、オペレータから画像が見られる領域（以下、視域と
いう）が限られている。

【００１３】また、図４において、投影レンズ３の後方
の視野レンズ４を光路から取り除き、図中のスクリーン
結像位置にスクリーンを配置すれば、投影レンズ３によ
り画像形成部の表示画像をスクリーン上に投影して表示
する、スクリーン像型（プロジェクション型）の画像表
示装置となる。

【００１４】ここで、各光学部品の配置と空中像（また
はスクリーン像）との関係について述べる。図４におい
て、投影レンズ３の主点から画像形成部２までの距離を
Ｓl、投影レンズ３の主点からスクリーン結像位置まで
の距離をＳl'、視野レンズ４の主点から投影レンズ３の
主点までの距離をＳm、視野レンズ４の主点から視域の
中心までの距離をＳm'、視野レンズ４の主点から視野レ
ンズの無い場合のスクリーン結像位置までの距離をＤ
r、視野レンズ４の主点から空中像位置までの距離をＤv
とした場合、視野レンズ４の焦点距離Ｍfは、Ｍf＝Ｓm×Ｓm'（Ｓm−Ｓm'）であり、Ｄv＝Ｄr×Ｍf／（Ｄr＋Ｍf）となる。

【００１５】また、視野レンズ無しの場合の投影レンズ
３によるスクリーン上の倍率ＲＳＢは、ＲＳＢ＝Ｓl'／Ｓl であり、光路からスクリーンを除去し光路中に視野レン
ズ４を挿入して空中像を形成する場合の空中像の倍率Ｖ
ＳＢは、ＶＳＢ＝（Ｄv／Ｄr）×ＲＳＢとなり、画像形成部２の液晶表示パネルの対角大きさを
ＬＣＤとした場合、空中像の対角大きさＶＳＤは、ＶＳＤ＝ＶＳＢ×ＬＣＤとなる。

【００１６】また、視野レンズ４での射出瞳の拡大倍率
ＰuＢは、ＰuＢ＝Ｓm'／Ｓm であり、投影レンズ３の射出瞳直径がＰuＤの時、視域
の直径ＥＲＤは、ＥＲＤ＝ＰuＢ×ＰuＤとなる。

【００１７】図４において上記の関係が成り立つ場合
に、投影レンズ３と視野レンズ４を光路中の所定位置に
配置した構成の場合、画像光束がオペレータの目に指向
性よく照射され、空中に浮かんだ光像として認識できる
ので空中像型の画像表示を行う構成となる。また、視野
レンズ４を光路中から取り除き、スクリーン結像位置に
スクリーンを配置すれば、スクリーン上に投影された画
像の反射光によりオペレータが光像を認識するスクリー
ン像型の画像表示の構成となる。従って、これら光学部
品の光路中への挿入あるいは除去という簡単な操作で空
中像型からスクリーン像型へ画像表示方式を変更するこ
とが可能である。

【００１８】尚、画像形成部２に液晶表示パネル（ＬＣ
Ｄ）を用いた例で説明したが、画像形成部２には、光空
間変調器やデジタルミラーデバイス等の表示素子を使う
こともできる。また、視野レンズの代わりに凹面鏡を使
うこともでき、この場合には空中像の位置や視域が投影
レンズ側にできる。また、図４において視野レンズ４の
代わりに凹球面鏡を用いる場合には、視野レンズの焦点
距離Ｍfに対して、凹球面鏡の曲率半径ＭＲは、ＭＲ＝２Ｍf となる。

【００１９】画像形成部２に透過型の液晶表示パネル
（ＬＣＤ）を使う例の場合、スクリーン像型では、大き
な画面で明るい画像にするため、光量の大きなハロゲン
ランプ等の光源が用いられるが、本発明に係る空中像型
の表示方式では、オペレータが空中像を直視する方式の
ため、透過型液晶表示パネルの全面を均一に照射する冷
陰極管のような面発光体（所謂バックライト方式）が適
している。また、ハロゲンランプを使うこともできる
が、この場合は、摺りガラスやオパールガラスのような
光を散乱させる光学部材を光源と液晶表示パネルの間に
挿入して、面発光の条件で照明するように構成する。こ
のように面発光の条件で液晶表示パネルの全面を背後か
ら均一に照明することにより、液晶表示パネルの光像は
投影レンズ３に入射し、視野レンズ４により光像が収束
させられ、視野レンズ４からＤv の位置に空中像が形成
できる。その空中像に対応する視域の範囲にオペレータ
の眼を位置させることで、オペレータは空中像位置の表
示画像を認識できる。

【００２０】図４で形成される空中像をオペレータが観
察できる視域の大きさと画像形成部２である液晶表示パ
ネルの画面サイズを拡大できる関係はシミュレーション
によって表される。図５にシミュレーションにより求め
られた関係を示す。図５の縦軸は空中像をオペレータが
見られる視域の大きさであり、上方が視域が大きくなっ
ている。横軸は液晶表示パネルの表示画面の大きさを投
影レンズ３と視野レンズ４でどの程度拡大できるかの表
示画面の拡大倍率を示し、右方が拡大倍率が大きくなっ
ている。図５から明らかなように、表示画面の拡大倍率
を大きくすると視域の大きさは小さくなる。具体的には
表示画面の拡大倍率が１０倍で、視域の大きさは直径１
０ｃｍ以下である。また、拡大倍率が２〜３倍である
と、視域の大きさは直径４０ｃｍ程度になる。従って、
表示画面の拡大倍率を大きく設定すると視域の大きさが
小さくなり、視域からオペレータの眼が外れてしまう
と、空中像が見えなくなるため、表示画面の拡大倍率と
視域の大きさはバランスをもって設定しなければならな
い。

【００２１】この課題を解決する一つの手段を提供する
のが本発明であり、本発明の画像表示装置では、投影レ
ンズと視野レンズの組み合わせを複数段配置して、表示
画像の拡大率を順次、拡大できるように構成したもので
ある。すなわち、少なくとも２組の拡大光学系をもって
拡大倍率と視域の確保を両立させるものである。

【００２２】図１は本発明による画像表示装置の光学系
の一例を断面構成で示す図である。この構成では、図４
に示した空中像型画像表示装置の基本構成に加えて、拡
大率を上げるための投影レンズ５と視野レンズ６の組み
合わせをもう１組追加して、２組の光学系を配置し、表
示画像の拡大率を順次、拡大できるように構成したもの
である。すなわち、２組目の投影レンズ（以下、第２投
影レンズ）５と視野レンズ（以下、第２視野レンズ）６
の組み合わせで投影される画像は、１組目の投影レンズ
（以下、第１投影レンズ）３と視野レンズ（以下、第１
視野レンズ）４で形成された第１の空中像を入力画像と
するので、さらに拡大した空中像を形成することができ
るようになる。尚、図１の構成においては、２組目の第
２投影レンズ５は、１組目の第１投影レンズ３と第１視
野レンズ４の組み合わせで形成される第１視域内に配置
される。

【００２３】ここで、第１及び第２の空中像形成用の光
学系で最終的にオペレータが空中像を認識しやすい構成
例を示す。まず、最終的にオペレータが空中像を認識す
るには、第２の空中像形成用の光学系（第２投影レンズ
５と第２視野レンズ６）による第２視域が大きいほど見
やすさを確保できる。これは、オペレータが顔をある範
囲動かしても空中像が見られる条件である。前述の図５
の拡大倍率と視域の関係から明らかなように、視域を大
きく確保するには、表示画面の拡大倍率を小さくする。
従って、第２の空中像形成用の光学系（第２投影レンズ
５と第２視野レンズ６）は、拡大倍率を１〜４倍とし、
視域を大きく確保するようにする。逆に第１の空中像形
成用の光学系（第１投影レンズ３と第２視野レンズ４）
は、拡大倍率を４〜８倍と大きくし、視域を小さくす
る。これは、第１視域が小さくても、第２の空中像形成
用光学系と第１視域は固定であり、特に、第２投影レン
ズ５は第１視域内に配置されているため、画面の周辺が
欠ける等の問題がないからである。

【００２４】上記のような構成とすることにより、図１
に示す第１及び第２の空中像形成用の光学系で得られる
拡大倍率は、最大で３２倍となり、画像形成部２が１〜
３インチの画面サイズの原画表示素子（液晶表示パネル
等）でも、２０〜３０インチ以上の画面に拡大すること
が可能となる。また、図１に示す構成では、第１投影レ
ンズ３と第１視野レンズ４の組み合わせからなる第１の
空中像形成用光学系で投影される画像は、画像形成部２
のＬＣＤ等に形成される入力画像を空中像として形成
し、第２投影レンズ５と第２視野レンズの組み合わせか
らなる第２の空中像形成用光学系で投影される画像は、
第１の空中像形成用光学系で形成された第１空中像を入
力画像として第２空中像を形成するため、第２投影レン
ズ５は、第１投影レンズ３と第１視野レンズ４の組み合
わせで形成される第１視域内に配置されることで、画像
光束の指向性が確保できる。従って、オペレータへの画
像光束に指向性があるため、画像形成部２のバックライ
ト用光源１の光量が少なくても明るい画像が得られる。
このため、前述したスクリーン像型の画像表示装置や大
画面のＣＲＴディスプレイ等に比べて、小電力での駆動
が可能となる。

【００２５】また上述したように、図１に示す構成で
は、第１投影レンズ３と第１視野レンズ４の組み合わせ
で形成される第１視域の大きさより、第２投影レンズ５
と第２視野レンズ６の組み合わせで形成される第２視域
の大きさを大きくしており、さらには、第１投影レンズ
３と第１視野レンズ４の組み合わせで形成される第１空
中像形成用光学系の光路では、画像形成部２に対する第
１空中像の拡大倍率が４〜８倍と高い条件であり、第２
投影レンズ５と第２視野レンズ６の組み合わせで形成さ
れる第２空中像形成用光学系の光路では、第１空中像に
対する第２空中像の拡大倍率が１〜４倍と第１空中像形
成用光学系と同等または小さい条件で、且つ第２視域を
大きくする条件となっているので、オペレータに広い視
域を与えることができ、空中像が見やすい装置を構成す
ることができる。

【００２６】（実施例１）次に、本発明による画像表示
装置の具体的な実施例を示す。図２は本発明の一実施例
を示す図であり、画像表示装置の概略構成を示す断面図
である。この画像表示装置は、図１に示した構成と同様
の光源１、画像形成部２、第１投影レンズ３、第１視野
レンズ４、第２投影レンズ５、第２視野レンズ６、及び
光路折り曲げ用の反射ミラー７を備えており、これらの
構成部材を本体ケース８内に縦型に配設した構成となっ
ている。画像形成部２は、例えば液晶表示パネル（ＬＣ
Ｄ）からなり、この液晶表示パネルの背面に配置された
光源１は、例えば冷陰極管のような面発光体からなるバ
ックライト方式の光源であり、液晶パネルの全体を背面
から均一に照明するようになっている。また、光源１に
は、必要に応じて高輝度のバックライトの使用ができ
る。また、画像形成部２には、液晶表示パネル以外の表
示素子、例えば光空間変調器やデジタルミラーデバイス
等を使用することができる。

【００２７】第１投影レンズ３と第１視野レンズ４の組
み合わせからなる第１の空中像形成用光学系と、第２投
影レンズ５と第２視野レンズ６の組み合わせからなる第
２の空中像形成用光学系の配置は、図１を参照して説明
したものと同様であり、第１の空中像形成用光学系によ
る第１視域の位置に第２投影レンズ５が配置されてい
る。また、第２投影レンズ５と第２視野レンズ６の間に
は光路折り曲げ用の反射ミラー７が設けられており、第
２投影レンズ５からの光束を略水平方向に折り曲げて、
オペレータ（ＯＰ）が空中像を見やすいようにしてい
る。また、このように反射ミラー７で光路を折り曲げる
ことにより、光学系を縦型に配置することが可能とな
り、薄型の画像表示装置を提供することができる。尚、
上記反射ミラー７として、反射率が２０〜３０％以下の
ものを用い、反射ミラー７の背面側の本体ケース８を透
明な材料で構成すると、オペレータ（ＯＰ）は空中像と
重ねて、反射ミラー７の向う側の景色等を見ることがで
きる。

【００２８】（実施例２）次に図３は本発明の別の実施
例を示す図であり、画像表示装置の概略構成を示す断面
図である。この画像表示装置は、図１に示した構成と同
様の光源１、画像形成部２、第１投影レンズ３、第１視
野レンズ４、第２投影レンズ５を備え、これらの構成部
材が、斜めに設置された本体ケース１１内に配設されて
いる。また、図３の構成では、オペレータ（ＯＰ）と対
面する第２視野レンズが凹面鏡９で構成されており、該
凹面鏡９は本体ケース１１の一端部に設けたレンズスタ
ンド１０に支持されている。このように第２視野レンズ
は凸レンズの他に凹面鏡を用いて構成することができ、
凹面鏡９を第２視野レンズとして用いた場合、凹面鏡９
が光路折り曲げ用の反射鏡を兼ねるので、図２の構成で
用いられている反射ミラーが不要となる。また、凹面鏡
９の反射率を低くすると、オペレータ（ＯＰ）は空中像
と重ねて、凹面鏡９の向う側の景色等を見ることができ
る。尚、第２視野レンズには、凹面鏡の他、ホログラフ
ィック光学部品等も同様な機能を有するものとして使う
ことが可能である。

【００２９】図３において、画像形成部２は、液晶表示
パネル（ＬＣＤ）や、その他の光空間変調器等の表示素
子からなり、これら表示素子の背面に配置された光源１
は、例えば冷陰極管のような面発光体からなるバックラ
イト方式であり、液晶パネルの全体を背面から均一に照
明するようになっている。また、光源１には、必要に応
じて高輝度のバックライトを使用することができ、特に
第２視野レンズを構成する凹面鏡９をケース外に設置し
た場合や、凹面鏡９が低反射率で背景が透けて見えるよ
うな場合にも、高輝度のバックライトを用いることによ
り、空中像を見やすくすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明では、光源からの光束を透過または反射する画像形成
部を備え、該画像形成部を通過した光束が、投影レンズ
と視野レンズを透過または反射し、空中に表示画像を形
成する画像表示装置において、上記投影レンズと視野レ
ンズの組み合わせを複数段配置して、表示画像の拡大率
を順次、拡大できるように構成したことにより、画像形
成部が１〜３インチの小さな原画表示素子でも、２０〜
３０インチ以上の画面に拡大して空中像を表示すること
ができる。また、オペレータが空中像を直視するタイプ
であり、オペレータへの画像光束に指向性があるため、
原画表示素子を通過する光量が少なくても明るい画像が
得られる。このため、小電力での駆動が可能で軽量な画
像表示装置が提供できる。

【００３１】請求項２に係る発明では、請求項１に記載
の画像表示装置において、第１の投影レンズと第１の視
野レンズの組み合わせからなる第１の空中像形成用光学
系で空中に投影される表示画像は、画像形成部に形成さ
れる入力画像を空中像として形成したものであり、第２
の投影レンズと第２の視野レンズの組み合わせからなる
第２の空中像形成用光学系で空中に投影される表示画像
は、上記第１の空中像形成用光学系で形成された空中像
を入力画像として第２の空中像を形成したものであり、
その第２の空中像を形成するため、上記第２の投影レン
ズは、上記第１の投影レンズと第１の視野レンズの組み
合わせで形成される視域内に配置されることにより、画
像光束の指向性が確実に確保でき、小電力での駆動が可
能で軽量な画像表示装置が提供できる。

【００３２】請求項３に係る発明では、請求項１または
２に記載の画像表示装置において、第１の投影レンズと
第１の視野レンズの組み合わせで形成される第１視域の
大きさより、第２の投影レンズと第２の視野レンズの組
み合わせで形成される第２視域の大きさを大きくするこ
とにより、オペレータに対して広い視域を与えることが
でき、空中像が見やすい画像表示装置を提供できる。

【００３３】請求項４に係る発明では、請求項１または
２に記載の画像表示装置において、第１の投影レンズと
第１の視野レンズの組み合わせで形成される第１空中像
形成用光学系の光路では、画像形成部に対する第１空中
像の拡大率が高い条件であり、第２の投影レンズと第２
の視野レンズの組み合わせで形成される第２空中像形成
用光学系の光路では、第１空中像に対する第２空中像の
拡大率が上記第１空中像形成用光学系と同等または小さ
い条件で、且つ第２視域を大きくする条件とすることに
より、オペレータに対して広い視域を与えることがで
き、空中像が見やすい画像表示装置を提供できる。

【００３４】請求項５に係る発明では、請求項１，２，
３または４に記載の画像表示装置において、第１の視野
レンズは凸レンズであり、第２の視野レンズは凹面鏡で
構成することにより、凹面鏡が光路を折り曲げる反射鏡
の機能も有するため、装置内に光路を折り曲げるための
平面鏡を別に設ける必要がなくなり、低コストで軽量な
画像表示装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像表示装置の空中像形成用光学
系の構成例を示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図であって、画像表示
装置の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す図であって、画像表
示装置の概略構成を示す断面図である。

【図４】空中像型の画像表示装置の光学系の基本構成の
一例を示す図である。

【図５】図４に示す光学系で空中像を表示する場合の表
示画面の拡大倍率と視域の大きさの関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：光源２：画像形成部３：第１投影レンズ４：第１視野レンズ５：第２投影レンズ６：第２視野レンズ７：反射ミラー８：本体ケース９：凹面鏡（第２視野レンズ）１０：レンズスタンド１１：本体ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を透過または反射する画像
形成部を備え、該画像形成部を通過した光束が、投影レ
ンズと視野レンズを透過または反射し、空中に表示画像
を形成する画像表示装置において、上記投影レンズと視野レンズの組み合わせを複数段配置
して、表示画像の拡大率を順次、拡大できるように構成
したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像表示装置において、
第１の投影レンズと第１の視野レンズの組み合わせから
なる第１の空中像形成用光学系で空中に投影される表示
画像は、画像形成部に形成される入力画像を空中像とし
て形成したものであり、第２の投影レンズと第２の視野
レンズの組み合わせからなる第２の空中像形成用光学系
で空中に投影される表示画像は、上記第１の空中像形成
用光学系で形成された空中像を入力画像として第２の空
中像を形成したものであり、その第２の空中像を形成す
るため、上記第２の投影レンズは、上記第１の投影レン
ズと第１の視野レンズの組み合わせで形成される視域内
に配置されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の画像表示装置に
おいて、第１の投影レンズと第１の視野レンズの組み合
わせで形成される第１視域の大きさより、第２の投影レ
ンズと第２の視野レンズの組み合わせで形成される第２
視域の大きさを大きくすることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項４】請求項１または２に記載の画像表示装置に
おいて、第１の投影レンズと第１の視野レンズの組み合
わせで形成される第１空中像形成用光学系の光路では、
画像形成部に対する第１空中像の拡大率が高い条件であ
り、第２の投影レンズと第２の視野レンズの組み合わせ
で形成される第２空中像形成用光学系の光路では、第１
空中像に対する第２空中像の拡大率が上記第１空中像形
成用光学系と同等または小さい条件で、且つ第２視域を
大きくする条件とすることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】請求項１，２，３または４に記載の画像表
示装置において、第１の視野レンズは凸レンズであり、
第２の視野レンズは凹面鏡で構成することを特徴とする
画像表示装置。