【手続補正書】
【提出日】平成20年5月9日(2008.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であり、かつ、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は前記光拡散体側に凸面とされ、かつ、前記貼り合せレンズの色分散は前記光拡散体側のレンズの方が大きくされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であり、かつ、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は前記光拡散体側に凹面とされ、かつ、前記貼り合せレンズの色分散は前記光拡散体側のレンズの方が小さくされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であり、かつ、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は少なくとも２箇所あり、前記光拡散体に近い貼り合せ面が、前記光拡散体側に凹面とされ、もう一方の貼り合せ面は、前記光拡散体側に凸面とされ、前記貼り合せ部真ん中のレンズの色分散は、両サイドのレンズの色分散よりも大きくされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であり、かつ、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は少なくとも２箇所あり、前記光拡散体に近い貼り合せ面が、前記光拡散体側に凸面とされ、もう一方の貼り合せ面は、前記光拡散体側に凹面とされ、前記貼り合せ部真ん中のレンズの色分散は両サイドのレンズの色分散より小さくされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜−１のコーニック面であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は前記光拡散体側に凸面とされ、かつ、前記貼り合せレンズの色分散は前記光拡散体側のレンズの方が大きくされ、さらに、前記拡散体は前記貼り合せレンズ方向に凹面形状の曲面とされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
光束放出方向に直交した２次元発光型の第１光電素子から放出された光を、リレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記第１、第２光拡散体像の中心間距離は５．５〜７．５ｃｍ内であり、前記第１、第２の接眼光学系は、それぞれ眼球の水晶体から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合せレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記貼り合せレンズの貼り合せ部は前記光拡散体側に凹面とされ、かつ、前記貼り合せレンズの色分散は前記光拡散体側のレンズの方が小さくされ、さらに、前記拡散体は前記貼り合せレンズ方向に凹面形状の曲面とされていることを特徴とした画像表示装置。
【請求項８】
前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜０のコーニック面であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記凸レンズのレンズ面の内少なくとも１面がコーニック定数Ｋ＜−１のコーニック面であることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第１、第２の接眼光学系の光学的中心及び前記第１、第２の光拡散体への投影画像中心の間隔が、眼幅と等しくなるように、これら２個の接眼光学系及び投影画像中心の間隔が調整可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記リレー光学系が、前記第１光電素子の前記拡散体への投影倍率を可変とするものであり、前記光拡散体へ入射する各光束の主光線は、は拡大からび縮小の段階で、拡散の方向から収束の方向へ変化する非テレセントリックであり、かつ、前記拡散体から放出され、前記眼球の瞳まで達する主光線は、前記拡散体から放出されるときに収束方向に傾いていることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光を拡散する光拡散体が、金属酸化物や金属炭化物のミクロングレードで精密に粒径が管理された砥粒を透過板上にコーティングした透過型拡散板であることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記砥粒が、シリコンカーバイド、酸化クロム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムのうちの少なくとも一つであり、前記透過板はポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項１２項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記第１光電素子と光束が直交するように設置された２次元発光型の第２光電素子を有すると共に、前記第１光電素子から放出された光を前記光拡散体へ投影する前記リレー光学系の中に、前記第１、第２の光拡散体に光束を分割して導く光分割器を有し、前記光分割器には、前記第第２光電素子からの光束が、前記第１光電素子から放出された光束と直交して入射するようにされ、かつ、前記光分割器は、前記第１光電素子、前記第２光電素子からの光を分割すると共に、分割された前記第１光電素子と前記第２光電素子の光束を合成して、それぞれ、前記第１、第２の光拡散体に導く機能を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記第１光学素子から射出された光束が、ミラーで反射されて使用者の眼に至るまでのミラーの反射回数と、前記第２光学素子から射出された光束が、ミラーで反射されて使用者の眼球に至るまでのミラーの反射回数との差が、０又は偶数であることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記第１光電素子から射出された光束が、ミラーで反射されて使用者の右眼に至るまでのミラーの反射回数と、ミラーで反射されて使用者の左眼に至るまでのミラーの反射回数との差が、０又は偶数であり、かつ、前記第２光電素子から射出された光束が、ミラーで反射されて使用者の右眼に至るまでのミラーの反射回数と、ミラーで反射されて使用者の左眼に至るまでのミラーの反射回数との差が、０又は偶数であることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記第１、第２の接眼光学系の光学的中心及び前記第１、第２の光拡散体への投影画像中心の間隔が、眼幅と等しくなるように、これら２個の接眼光学系及び投影画像中心の間隔が調整可能とされ、かつ、これら２個の接眼光学系及び投影画像中心の間隔を調整した場合に、前記第１光電素子から使用者の眼に至る光学距離、及び前記第の光学素子から使用者の眼に至る光学距離が、それぞれ変化しないように調整する、光学距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１４から請求項１６のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記第１光電素子から放出された光を前記光拡散体へ投影する前記リレー光学系が、前記光拡散体に投影する光束の前記拡散体への投影倍率を可変とするものであり、かつ、倍率を変化させた際の前記第１光電素子及び、前記第２光電素子からそれぞれ前記拡散体に投影された画面の照度をほぼ一致させるための照度可変機構を有していることを特徴とする請求項１４から請求項１７のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記第１光電素子は透過型又は反射型の液晶デバイス素子であり、Ｇ，Ｂ，Ｒの色に応じた３枚の液晶素子と当該液晶素子を照明する照明系を有し、当該照明系はＧ，Ｂ，Ｒの発光ＬＥＤの出力を均一化する均一化光学系であることを特徴とする請求項１から請求項１８のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記均一化光学系は高輝度ＬＥＤをそれぞれＧ，Ｂ，ＲのＬＥＤ毎に複数個有し、これら複数個のＬＥＤ発光部よりの光を、光ファイバーを用いて集光し、集光した光で前記液晶素子を照明することを特徴とする請求項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２１】
前記第１光電素子は透過型又は反射型の液晶デバイス素子であり、Ｇ，Ｂ，Ｒの色に応じた３枚の液晶素子と当該液晶素子を照明する照明系を有し、当該照明系はＧ，Ｂ，Ｒの冷陰極管であることを特徴とする請求項１から請求項１８のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２２】
前記均一化光学系は冷陰極管をそれぞれＧ，Ｂ，Ｒの色毎に複数個有し、これら複数個の冷陰極管よりの光を、光ファイバーを用いて集光し、集光した光で前記液晶素子を照明することを特徴とする請求項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
前記画像表示装置の少なくとも一部が、使用者以外の部分に支持されており、前記使用者の顔面にも接触し、前記使用者の顔面の動きに応じて移動可能とされていることを特徴とする請求項１から請求項２２のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
左右両方の眼球に対応して、少なくともそれぞれ独立した部分を有する光学系を有し、画像を前記左右のそれぞれの眼球内に投影させる画像表示装置であって、前記光学系の独立した部分は、前記眼球側から１枚又は複数枚の凸レンズ、貼り合わせレンズの順で少なくとも２枚のレンズで構成され、前記凸レンズうち最も眼球側の凸レンズの眼球から遠い方の面は、コーニック定数Ｋ＜０のコーニック面とされていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２５】
前記貼り合わせレンズは、前記光学系の独立した部分の、最も前記画像を形成する画像形成面側に設けられていることを特徴とする請求項２４に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
請求項１から請求項１３、及び請求項１９から請求項２２のうちいずれか１項に記載の第１光電素子の代わりに、２個の光束放出方向に直交した２次元発光型光電素子を有し、前記第１光電素子から放出された光を前記リレー光学系を介して左右両目に対し独立した前記第１、第２の光拡散体に投影する代わりに、前記２個の光電素子から放出された光を、それぞれ前記リレー光学系を介して左右両目に対し独立した前記第１、第２の光拡散体に投影するようにしたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２７】
前記第１、第２の接眼光学系の光学的中心及び前記第１、第２の光拡散体への投影画像中心の間隔が、眼幅と等しくなるように、これら２つの接眼光学系及び投影画像中心の間隔が調整可能とされ、かつ、これら２つの接眼光学系及び投影画像中心の間隔を調整した場合に、前記２個の光電素子から使用者の眼に至る光学距離が、それぞれ変化しないように調整する、光学距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項２８】
前記２個の光電素子から放出された光を前記光拡散体へ投影する前記リレー光学系が、前記光拡散体に投影する光束の前記拡散体への投影倍率を、それぞれ可変とするものであり、かつ、倍率を変化させた際の前記２つの光電素子からそれぞれ前記拡散体に投影された画面の照度をほぼ一致させるための照度補正機構を有していることを特徴とする請求項２６又は請求項２７に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
２個の、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、それぞれリレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記２個の２次元発光型の光電素子が反射型の液晶デバイス素子であり、１個の光源と、当該光源より放出された光をＰ偏光とＳ偏光に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、分離されたＰ偏光とＳ偏光とをそれぞれ、前記２個の２次元発光型の光電素子に導いて前記２次元発光型光電素子を照明し、その反射光を前記リレー光学系に導く光学系を有し、当該光学系は、Ｓ偏光から変換されたＰ偏光またはＰ偏光から変換されたＳ偏光である当該反射光を、第２の偏光ビームスプリッタを介して前記リレー光学系に導くことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３０】
２組の、光束放出方向に直交した２次元発光型の光電素子から放出された光を、それぞれリレー光学系を介して左右両目に対し独立した第１、第２の光拡散体に投影し、同光拡散体の透過像をそれぞれに対応した第１、第２の接眼光学系を介して視野角±２２．５°以上の広域像で眼球内の網膜上に投影し結像させる画像表示装置であって、前記２組の２次元発光型の光電素子が、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光に対応した３個の反射型の液晶デバイス素子からなり、１個の光源と、当該光源より放出された光をＰ偏光とＳ偏光に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、分離されたＰ偏光とＳ偏光とをそれぞれ、前記２組の２次元発光型の光電素子に導いて前記２次元発光型光電素子を照明し、その反射光を前記リレー光学系に導く光学系を有し、当該光学系は、前記Ｐ偏光またはＳ偏光を、第２の偏光ビームスプリッタと、ＲＧＢ光束分割合成プリズムとを介して、Ｒ，Ｇ，Ｂ光に対応した前記２次元発光型の光電素子に導き、Ｓ偏光から変換されたＰ偏光またはＰ偏光から変換されたＳ偏光である当該反射光を、前記ＲＧＢ光束分割合成プリズムと、第２の偏光ビームスプリッタとを介して前記リレー光学系に導くものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３１】
前記光源が複数の白色ＬＥＤをアレイ状に複数２次元配置したものであることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の画像表示装置。
【請求項３２】
前記光源が、それぞれアレイ状に複数２次元配置された、Ｒ色ＬＥＤ、Ｇ色ＬＥＤ群、Ｂ色ＬＥＤ群と、これらから発光される光を合成するＲＧＢ光束合成プリズムを有することを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の画像表示装置。
【請求項３３】
前記光源より放出された光を、前記２次元発光型の光電素子に導く光学系が、照明均一化手段を有することを特徴とする請求項２９から請求項３２のうちいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項３４】
前記照明均一化手段が少なくとも一つのロッドであり、前記ロッドの最終射出面と前記２次元発光型の光電素子の面が、ほぼ共役とされていることを特徴とする請求項３３に記載の画像表示装置。