JPH06509185A - 仮想イメージ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は仮想イメージ表示装置に関するものである。

２、発明の背景 仮想現実装置は、コンピュータがシミュレートする現実をユーザーが経験できる ようにする、コンピュータが発生した視覚的暗示、および希望によっては、聴覚 的暗示を、ユーザーへ提供するように構成されている。同時に、ユーザーに提供 されている仮想現実情報とユーザーが対話できるようにする、運動に応答する手 袋またはボディスーツをユーザーは着ることができる。たとえば、ユーザーは仮 想の場所における物体に触れて「動かす」ことができ、あるいは仮想場所におけ る物体の画像がユーザーの耳に関して動かされるにつれて変化する聴覚的暗示を 経験することができる。

仮想現実装置の１つの重要な応用は、仮想飛行情報を訓練を受けるユーザーへ提 供する飛行シミュレータにおけるものである。別の応用は、赤外線信号またはレ ーダ信号から処理された視覚的キューを操縦士の一方の眼へ提供する、実際の飛 行誘導に対するものである。その他の応用は新たに生ずるものであって、たとえ ば、建築、医療、工学、および娯楽においてリアルタイム・コンピュータ・グラ フィックス性能が開発されている。

１つの望ましい種類の仮想現実装置はユーザーによりかぶられるように構成され 、三次元仮想イメージとして知覚される仮想イメージを発生できる頭装着表示装 置（ＨＭＤ）を採用している。飛行シミュレーション装置において使用するため の頭装着表示装置が提案されている。たとえば、米国特許第４，０４８，６５３ 号明細書は、ピュアーがかぶる頭装着装置と、左眼画像と右眼画像を頭装着装置 の左眼スクリーンと右眼スクリーンへ光学列を介して投影する画像投影装置とを 含む、頭に結合される視覚表示装置を記載している。最近、本願発明者は、視覚 画像を頭装着装置の液晶スクリーン（ＬＣＤ）により発生し、ピュアーにより三 次元仮想イメージとして見られるＨＭＤを発表した。

一般に、とュアーの周辺視でも関与するように、広角仮想イメージを経験するこ とがピュアーにとっては望ましい。ＨＭＤの広角視覚装置の設計における１つの 面は、焦点距離が比較的短くて直径が大きいレンズを要することである。そのよ うなレンズは比較的かさばり、高価である。更に、球面ガラスレンズに関連する 球面収差レンズが広角映像の外側領域に著しい非直線歪みを生ずることがある。

従来、頭に装着される各種の画像装置が提案されているが、それらのいずれも歪 みのない広角画像を示すことはできない。

３、発明の概要 この発明は、一実施例において、電子的に発生された視覚画像をピュアーへ示す のに使用するための頭へ装着する表示装置を含む。この装置はピュアーが装着で きるようにされている頭部材と、電子的に発生された視覚画像を示すために頭部 材に取り付けられる画像表示スクリーンとを含む。スクリーンからの画像を仮想 イメージとして見るために、ピュアーの眼から選択された距離である選択された 位置に画像を集束するためのフレネルレンズがスクリーンの近くに位置させられ る。このレンズは１組の同心収束環を有する。この同心環の表面曲率は画像の全 視野にわたってピュアーにより知覚される仮想イメージの直線歪みを最少にする ように作用する。この装置は、立体画像を見るために左眼と右眼のためにそのよ うなスクリーンおよびレンズ組立体を含むことが好ましい。

広い角度、たとえば、６０°またはそれ以上、にわたって画像を見るために、レ ンズは、前後に位置させられた一対のフレネルレンズを含む複合レンズとするこ とが好ましい。レンズの直径は６０ｍｍまたはそれ以上とすることが好ましく、 焦点距離は３０〜５０ｍｍまたはそれ以下とすることが好ましい。

好適な一実施例においては、動作状態においてレンズが表示スクリーンとピュア ーの眼のほぼ中間距離にあり、レンズにより結ばれた仮想イメージはピュアーの 眼の少なくとも約３メートル（約１０フイート）前方にある。

また好適な実施例においては、画像表示スクリーンは、ＲＢＧ画素群の集まりを 構成する画素のアレイを有する液晶表示スクリーンである。この装置は、前記ス クリーンの近くに位置させられて、ＲＢＧ画素の集まりのようなものにおける個 々の画素要素の間の区別をぼかす半透明板を更に含む。

より一般的な面においては、本発明は、電子的に発生された画像を仮想画像とし て見るのに使用するための、頭に装着される画像表示装置を含む。組立体は、電 子的に発生された画像を示すための画像表示スクリーンと、スクリーンからの画 像をピュアーにより仮想イメージとして見るために、ピュアーの眼から選択され た距離である選択された位置に集束するためのフレネルレンズとを含む。レンズ は１組の同心収束環を有する。この同心環の曲率は、広角度視野にわたって外部 視野直線歪みを減少するような、希望の光屈折効果を生ずるように設計される。

本発明のそれらの目的およびその他の目的、並びに諸特徴は、添付図面とともに 下記の詳細な説明を読む時に一層十分に明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 図１は本発明の表示光学装置を含む頭に装着される装置の斜視図である。

図２は図１の頭に装着される装置における一方の眼のための表示光学装置を示す 。

図３は表示光学装置における液晶表示アレイの面の一部を示す。

図４は表示光学装置におけるフレネルレンズの面を示す。

図５は図５に示されているフレネルレンズ組立体が、画像スクリーンの外側視野 領域における直線画像歪みを減少するためにどのように作用するかを示す光線図 である。

図６はカラー画像が表示光学装置によりどのようにして発生されるかを示す。

発明の詳細な説明 図１は本発明の実施例に従って製作された頭に装着される表示装置（ＨＭＤ）す なわち表示装置１０を示す。

この装置はピュアーによりかぶられるように構成された頭装着部材１２と、下記 のように、ピュアーの冬眠のために電子的に発生される広角仮想イメージを発生 するための光学組立体１４とを全体として含む。本発明の部分を形成するもので はないが、この装置にはイヤホン１６のような一対のイヤホンが示されている。

それらのイヤホンは観察される視覚画像へ結びつけることが好ましい聴覚暗示を ユーザーへ送るために用いられる。

頭装着部材は、ピュアーの頭に取り付けられるように構成された枠１７と、ピュ アーの眼領域の上に取り付けられるマスク１−８とを含む。図１の実施例におい てピュアーの眼の部分に光学組立体を装着するために用いられる構造は、ユーザ ーの頭の前、後、および横に当てられる願力てであるが、ガラス型枠のような他 の種類の頭装着構造も考えられる。

より一般的な実施例においては、光学組立体は机の上に据え付けられる支え、ま たは、組立体により発生された仮想イメージを見るためにピュアーの眼に関して 比較的固定された位置に光学組立体を保持するように機能する手持ち支えにより 保持される。たとえば、机の上に据え付けられる支えは、机の上に据え付けられ るベースと、光学組立体を見るための位置に置くために位置させることができる 可動アームとを含む。その光学組立体はアームの上に支持される。

図１〜３を参照して、装置内の光学組立体は、電子的に発生された画像をピュア ーへ示すために、頭装着部材に装着された画像表示スクリーン２０を含む。図示 の実施例においては、画像表示スクリーンは一対の液晶表示（ＬＣＤ）装置２２ ．２４により構成される。標準的な構造に従って、各ＬＣＤ装置は偏光されてい ない光を発生する光源と、第１の偏光器と、偏光回転アレイ（個々の画素を生ず る）と、分析器として機能する第２の偏光器とを含む。（図１と図２においては それらの部品は１枚の板により表されている。） 図１と、図３とにおける装置２２を切り欠くことにより、装置においてユーザー の右眼のための画像表示スクリーンを形成する画素、画素２８、のアレイ２６を 示す。

６２　Ｘ　４８　ｍ　ｍ正方形画素アレイと、アレイ当たり約１０２．０００個 の画素とを有するＬＣＤ装置を、エプソン社（日本）からのように、商業的に入 手することができる。

電子的に発生された画像は、２９に示されているような、適当なケーブル・リン クを介してＬＣＤ装置に接続されている適当な画像発生器（図示せず）から２つ の画像スクリーンへ供給される。画像発生器は、たとえば、（ａ）ピュアーによ りかぶられている頭装着部材の相対的な位置を反映するために変化し、（ｂ）三 次元画像としてピュアーにより再構成される、位置に依存する画像を発生するた めに構成された、シリコン・グラフィックス・ワークステーションのような、一 対のグラフィックス・ワークステーションとすることができる。そのような画像 発生器は市販されているワークステーションおよびグラフィックス・ソフトウェ ア・コンポーネントから組立てることができる。

あるいは、電子的に発生された画像を示すための画像スクリーンを、たとえば、 頭装着部材の側面に装着でき、それの画像を、マスク１８の前方領域に位置させ られている適当な見るスクリーン、または電子的に発生された画像を示すための 他の種類の表示スクリーンへ、レンズまたは光ファイバ束を介して投写する１つ または一対のＣＲＴにより構成することができる。電子的に発生された画像を発 生する、テレビカメラ等のようなその他の装置も考えられる。

画像をピュアーへ示すスクリーンはマスクの、ピュアーの瞳の面から約５〜１０ ｃｍの位置に配置することが好ましい。スクリーンとピュアーとの間の距離は、 後で述べるように、光学組立体に採用されているレンズ（複数のレンズ）の光学 的特性と、光学組立体における共役レンズの選択された位置、すなわち、レンズ の両側における選択された焦点距離とによって支配されるであろう。

装置１０中のスクリーンはピュアーの直前に位置させられるが、ピュアーの前方 に画像を発生する任意のスクリーン構成が適当であることがわかるであろう。た とえば、スクリーンをマスクの一番上に置くことができ、スクリーン画像は、画 像の一部をピュアーの眼へ向かって直接向けるように位置させられている半透明 鏡の上へ下向きに投写させられる。そのような構成によりピュアーは電子的に発 生された画像を見ることができるようにされるとどもに、画像を「通じて」見る ことができるようにされる。この構成においては、下記フレネルレンズはスクリ ーンと半透明鏡の間に位置させることが好ましい。

ＬＣＤ装置の見る側の近くに僅かに曇った膜または表面を粗くした膜２９が位置 させられる。その膜は個々の画素からの光をぼやけさせ、眼のすぐ近くで見られ る個々の光アレイ要素に起因するピュアーの混乱を減少させるように作用する。

ここの要素をぼやけさせる膜の性能はカラーＬＣＤ装置において、図６を参照し て下で述べるように、種々の色の画素をより大きい多色要素へ拡散させるのにも 有用である。

ベラムのような各種の半透明膜物質、表面が僅かに粗くされたポリエチレン・シ ート材料、または内部で光を散乱させるポリマーを含む物質。膜はＬＣＤ装置の 画像スクリーン（画素アレイ）から１〜２ｍｍであることが好ましい。

本発明の重要な特徴に従って、光学組立体は図１と図２に３０として示されてい る複合フレネルレンズのようなフレネルレンズを含む。図示の実施例においては 、複合レンズ３０は２つの同一のフレネルレンズ要素、または複数のレンズ３２ ．３４を含む。それらのレンズは図２に見られるように前後構成で配置される。

すなわち、図におけるレンズ３４の前方（上側）がレンズ３２の後ろ側（下側） に向き合う。２枚レンズ構成の目的は、選択されたレンズ直径において、複合レ ンズの焦点距離を約１／２に短くして、ピュアーの眼からの視角を少なくとも６ ０″にすることである。２枚のレンズは、それらのレンズの光学中心を整列させ て、約２〜３ｍｍの距離だけ分離される。２枚のレンズの間隔は２枚のレンズの 表面パターンからのモアレ縞効果を最小にするために効果的である。

代表的であるフレネルレンズ３２を、直径に沿って切断した横断面図を示す図２ と、正方形レンズを平面図で示す図４とを参照して説明する。レンズは、環３６ ．３８のような一連の同心環で構成される。それらのレンズの表面曲率は図２に 一点鎖線４０で示されているように、双曲線レンズ表面を形成する。この実施例 においては、レンズ環の表面曲率は、球面レンズにより形成された光学レンズの 外側領域において見られる直線歪み（糸巻き形歪みまたは樽形歪みのいずれか） を、無限共役において減少するように作用する。直線歪みに対するレンズ曲率の 影響が図５に関して下でわかるであろう。

更に詳しくいえば、画像の選択された領域において仮想イメージに希望の補正す なわち画像効果を生ずるために、希望の画像−光線屈折効果を達成するようにレ ンズ曲率が選択される。図示の実施例においては、レンズ環の曲率は無限共役に おける、すなわち、はぼ平行な光線がレンズの焦点に集束させられる場所、およ び近い共役がレンズの焦点に一致する場所、における球面収差に対して補正され る。無限共役に対しては、下で図５から明らかになるであろうように、直線歪み を減少するために種々の環曲率がめられる。このように、より一般的な場合にお いては、直線歪みを補正するために、与えられた共役対においては結合される球 面収差を補正するためレンズ環曲率が選択され、および眼が共役の一方、通常は 近くの共役、に置かれる。あるいは、複合レンズにおける他のレンズにより発生 された屈折効果を補正または補償するためにフレネルレンズ曲率を選択すること ができる。たとえば、通常のガラス光学要素を含む複合フレネルレンズにおいて は、ガラスレンズ要素に起因する球面収差を補正または補償するためにフレネル レンズ曲率を選択することができる。ここで定義するように、「フレネルレンズ 」は単一のフレネルレンズ、図２に示されているような複合フレネルレンズ、お よびフレネルレンズ要素（複数）と、標準ガラスレンズ要素のような、連続表面 曲率を有するレンズ要素（複数）とを含む複合レンズを意味する。

選択された表面曲率（環曲率）を有するフレネルレンズは光学旋盤により形成さ れる主レンズから通常のようにして形成することができる。その後の複製はエン ボス法または成型法により容易に行うことができる。図２に示されているレンズ 構成に使用するために適当なレンズをフレネル・テクノロジー（Ｆｒｅｓｎｅｌ 　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（Ｆｔ、Ｗｏｒｔｈ、ＴＸ）からカタログ・レンズ番 号４で入手することができる。

装置における複合レンズを形成する各フレネルレンズは約６０ｍｍまたはそれよ り短い好適な焦点距離と、約６５ｍｍまたはそれより大きい好適な直径とを存す る。

図２に示すように、正方形レンズは、アレイ全体にわたって画素情報を受け、そ れを集束するために、画像スクリーンの寸法とほぼ同じ寸法を有する。図２に示 すように、同一の２枚のレンズが縦続的に置かれると、複合レンズの焦点距離は 個々の各レンズの約１／２であり、好ましくは約５０ｍｍより短く、より好まし くは約３０ｍｍまたはそれより短い。例示的なレンズψパラメータ、すなわち、 焦点距離が６５ｍｍおよび３０ｍｍ、においては、視野は約９０°である。

複合レンズはマスク１８内の、それの近共役またはピュアーの瞳の予測される位 置の近くに置かれる。レンズと画像スクリーンの間の距離は希望の見る共役、す なわち、ピュアーからの仮想イメージの希望の位置、により決定される。図示の 実施例においては、画像共役は無限共役（ピュアーから少なくとも約３メートル （１０フイート））である。これは、レンズを画像スクリーンから１焦点距離、 すなわち、約３０ｍｍ、の所に置くことにより達成される。スクリーンをレンズ から更に移動させることにより、画像共役が減少させられる。これは仮想イメー ジをピュアーへ一層接近させる効果をもたらす。

図示されていないが、種々のレンズ表面曲率で種々の選択された画像形成効果を 達成するために、互換できるフレネルレンズまたはレンズの組合わせを保持する ようにマスクを構成することができる。

図５は、本発明の光学組立体が画像スクリーンからの画像をピュアーの眼の」二 にどのようにして集束させるかを示すものである。図示の組立体においては、簡 単にするために図２の複合フレネルレンズ３０の代わりに１枚のフレネルレンズ が用いられている。複合レンズは全く同じに機能するが、焦点距離は２分の１で あることが理解される。またこの組立体においては、ピュアーから少なくとも約 ３メートル（約１０フイート）の位置に仮想イメージを発生ずるために、レンズ は図示のように画像スクリーン２０から１焦点距離のところに位置させられる。

図はピュアーの目の位置を示す。ここに瞳の開口が４２で小されている。瞳の開 口の直径は典型的には約３ｍｍで、４３で示されているレンズの焦点は開口の中 心に位置させられている。

図１−の実施例におけるレンズ設計の重要な特徴に従って、実効レンズ環表面曲 率は、視野の外部領域において起きることがある直線歪みを最少にするために作 用する。

この特徴は環表面曲率が画像スクリーンに向き合う双曲線レンズ表面を集合的に 定め、ピュアーの瞳の上に、図５に示すように、レンズ表面にほぼ垂直に向けら れる光線を収束するように作用するフレネルレンズで達成される。

図において、画像スクリーン２ｏの中心領域と縁部領域においてそのスクリーン により２つの等しい長さの矢印５４．５６が形成される。中心矢印を構成する光 線５７は１／ンズ３２の、レンズ曲率が球面と双曲線表面に対してほぼ同じであ るような、中心部分で屈折される。図６において瞳に収束されている様子が示さ れＣいる２本の収束する光線が、スクリーン中の、矢印を構成する光線を形成す る左画素と右画素からの主光線を表す。

ピュアーにより知覚される仮想イメージを構成するために、光線５８．６ｏは、 この実施例においては、無限共役、すなわち、ユーザーの少なくとも約３メート ル（約３フイート）前方に投写されて矢印の仮想イメージ６２を与える。同様に 、矢印５６を構成する光線から構成される仮想イメージは、レンズにほぼ垂直な 方向に入射し、図５におけるように、ピュアーの瞳へ向けて屈折された主光線６ ４．６６により形成される。光線６４．６６は、無限共役に投写されると、中心 矢印の像６２とほぼ同じ寸法の矢印の仮想イメージ６４を与える。すなわち、ス クリーンの上に形成された画像の知覚される直線寸法は、スクリーンの上の画像 が形成される位置とはほぼ独立している。

また図には画像寸法における直線歪みが示されている。

この直線歪みは、スクリーン２０からの外部視野画像が、図に一点鎖線でレンズ 表面６８により示されているような、従来の球面鏡により収束された場合に起き ることがある。ここでは、球面レンズにより発生された球面収差は、外部視野画 像から、レンズ表面の、真の焦点距離よりレンズに近い点でレンズ表面へ垂直に 向けられ光線を収束するように作用する球面レンズにより発生されると仮定する 。したがって、焦点に（ピュアーの瞳を通じて）収束させられる光線は、７０で 一点鎖線で示されているように、僅かに斜めの角度でレンズへ入射する光線から 生ずる。

一点鎖線７２．７４で示されている、屈折された光線が無限共役へ投写されると 、形成される矢印５６の画像６８は中心矢印の画像６２より十分に長い。歪まさ れた拡大を外部視野画像が示すこの種の直線歪みは糸巻き形歪みとして知られて いる。レンズ表面の収差が外部視野画像をレンズの実際の焦点の後ろに集束させ るならば、樽形歪みとして知られている逆の種類の歪みが起きるであろう。

図示の構成においては、（ａ）画像スクリーンに向き合い、かつ（ｂ）はぼ双曲 線レンズ表面を構成する、環曲率を有するフレネルレンズ（または一対のレンズ ）を形成することにより直線歪みが最小にされる。球面収差を示すガラスレンズ との組合わせでレンズが使用される場合のように、他のレンズ構成における直線 歪みを補正するために、別のフレネルレンズ表面曲率がめられる。

後者の場合には、ガラスレンズにより発生された球面収差を補正するために、す なわち、外部レンズ環における誇張された双曲線曲率を有するレンズ環曲率によ り、フレネルレンズ環曲率が選択される。

図６は、カラー画像をピュアーへ投写するために使用する、上記光学組立体に類 似する光学組立体８ｏを示す。

この図は、画素８４．８５．８６で形成された群８２のような、３画素カラ一群 を形成するＲＧＢ画素群を含むＬＣＤアレイ８２の一部を示す。組立体中の部分 的に透明なすなわち曇った板８２が上記のように機能して、画像スクリーン中の 個々の画素と、間の違いをぼかす、とくにこの実施例においては、近くの種々の カラー画像の間の違いをぼかして、板に８８で示されている、３個の寄与してい るカラー画素で形成される拡散カラー「要素」を生じさせる。

直線歪みを最小にしたカラー仮想イメージを発生するために、カラー要素は、上 記のように、フレネルレンズ９０によりピュアーの瞳の上に収束させられる。

以上の説明から、本発明の種々の目的および種々の特徴がどのようにして達成さ れるかを説明した。光学組立体は広角度で見るために、直径が大きく、焦点距離 が短いレンズを提供する。同時に、直線歪み効果を解消または最小にするため、 またはその他の選択された画像屈折効果を生ずるために、レンズ環曲率において フレネルレンズを設計することができる。したが・フて、本発明は広角度の、歪 みが比較的無い画像をピュアーへ提示することを達成するのに、頭に装着される 表示装置の制限を克服するものである。頭に装着される装置における別の重要な 特徴は、レンズおよびレンズ組立体が比較的軽いことである。

本発明を特定の実施例について説明したが、本発明を逸脱することなしに種々の 変更および修正を行えることが明らかであろう。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．ピユアーが装着できるようにされた頭装着部材と、 電子的に発生された画像を提示するために頭装着部材に装着される画像表示スク リーンと、 スクリーンからの画像を仮想イメージとして見るための、ピュアーの瞳から選択 された距離における、選択された位置に集束させるための、ピュアーにより知覚 される仮想イメージの直線歪みを、画像の全視野にわたって最小にするように作 用する表面曲率を有する１組の同心収束環を有するフレネルレンズと、 を備えた、電子的に発生された広角視覚画像をピュアーへ提示するのに使用する ための頭へ結合される表示装置。
2. ２．請求の範囲１記載の表示装置であって、レンズ環曲率は、選択された共役に おいては結合される球面収差を補正するために選択され、それらの共役の１つは 近共役であり、ピュアーの眼が近共役にあるように、レンズが位置させられる表 示装置。
3. ３．請求の範囲２記載の表示装置であって、レンズは無限共役においては結合さ れる球面収差を補正され、レンズはそれの焦点がピュアーの瞳に一致して、表示 スクリーンとピュアーの瞳の中間に位置させられる表示装置。
4. ４．請求の範囲３記載の表示装置であって、フレネル環曲率は双曲線表面を定め る表示装置。
5. ５．請求の範囲１記載の表示装置であって、前記フレネルレンズは、前後に位置 させられた一対のフレネルレンズを含む複合レンズである表示装置。
6. ６．請求の範囲５記載の表示装置であって、レンズ直径は少なくとも６０ｍｍで あり、焦点距離は約５０ｍｍを超えない表示装置。
7. ７．請求の範囲６記載の表示装置であって、視野は少なくとも約６０°である表 示装置。
8. ８．請求の範囲１記載の表示装置であって、画像表示スクリーンは、ＲＢＧ画素 群の集まりを構成する画素のアレイを有する液晶表示スクリーンであり、前記装 置は、部分的に半透明である板を更に含み、この板は、前記スクリーンの近くに 位置させられ、ＲＢＧ画素の集まりにおけるような個々の画素間の違いをぼかす 表示装置。
9. ９．請求の範囲１記載の表示装置であって、ピュアーの左眼および右眼のための そのような表示スクリーンおよびフレネルレンズを含む表示装置。
10. １０．請求の範囲１記載の表示装置であって、フレネルレンズは、異なる実効レ ンズ曲率を有するフレネルレンズと互換できる表示装置。
11. １１．電子的に発生された画像を提示するための画像表示スクリーンと、 スクリーンからの画像をピュアーにより仮想イメージとして見るための、ピュア ーの眼から選択された距離における、希望の画像−光線屈折効果を達成するため に選択された表面曲率を有する１組の同心収束環を有するフレネルレンズと、 スクリーンとレンズをピュアーにより見られるための位置に支持するための頭装 着手段と、 を備えた、電子的に発生された画像を見るための光学装置。
12. １２．請求の範囲１１記載の広角画像を発生するのに使用するための表示装置で あって、レンズの表面曲率は選択された共役における球面収差を補正するために 選択され、その共役の一方は、近共役であり、ピュアーの眼が近共役にあるよう にそのレンズは位置させられる表示装置。
13. １３．請求の範囲１２記載の表示装置であって、レンズは無限共役においては結 合される球面収差を補正され、レンズは、それの焦点がピュアーの瞳に一致して 、表示スクリーンとピュアーの瞳の中間に位置させられる表示装置。
14. １４．請求の範囲１３記載の表示装置であって、フレネル環曲率は双曲線表面を 定める表示装置。
15. １５．請求の範囲１１記載の表示装置であって、前記フレネルレンズは、前後に 位置させられた一対のフレネルレンズを含む複合レンズである表示装置。
16. １６．請求の範囲１５記載の表示装置であって、レンズ直径は少なくとも６０ｍ ｍであり、焦点距離は約５０ｍｍを超えない表示装置。
17. １７．請求の範囲１７記載の表示装置であって、視野は少なくとも約６０°であ る表示装置。
18. １８．請求の範囲１１記載の表示装置であって、画像表示スクリーンは、ＲＢＧ 画素群の集まりを構成する画素のアレイを有する液晶表示スクリーンであり、前 記装置は、部分的に半透明である板を更に含み、この板は、前記スクリーンの近 くに位置させられ、ＲＢＧ画素の集まりにおけるような個々の画素間の違いをぼ かす表示装置。