(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する映像表示手段と、前記映像を拡大像として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設けられると共に、入射光を複数光に回折し、複数の瞳を形成する第１の回折手段と、
前記第１の回折手段よりも使用者の眼球側に設けられ、前記映像の各波長に対する回折角が前記第１の回折手段による回折角と略一致するように設定された第２の回折手段と
を備えることを特徴とする映像表示装置。
【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。
【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  、Ｐ２  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、前記映像を拡大像として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設けられると共に、入射光を複数光に回折し、複数の瞳を形成する第１の回折手段と、
前記第１の回折手段よりも使用者の眼球側に設けられ、前記映像の各波長に対する回折角が前記第１の回折手段による回折角と略一致するように設定された第２の回折手段と
を備え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１２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１０の表と裏の面に一体に形成すれば、回折格子１１、１２面間の間隔を安定に保持できる。なお、回折格子１１、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１ｍｍ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／ｔａｎφ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、１２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Ｐｙ  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  ＝２．５μｍ、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】
0003623250.tif 000002
この場合、図５の配置で、回折格子１１として溝深さｄ１  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２１」（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２５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
【図１】
0003623250.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003623250.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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