JP5959571B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

例えば、映像を表示する表示部、複数のレンズなどの光学素子を用いて表示部に表示された映像を投影する投影部、及び投影部から投影された光を観視者の眼へむけて反射する反射部などを有する表示装置がある。このような表示装置は、例えばヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの頭部装着型表示装置として用いられる。表示部から出射された光が投影部や反射部などに用いられる複数の光学素子を経由することで、大きな収差が生じる場合がある。収差を抑制し、見易い表示を提供する表示装置が望まれる。

特開２００２−２８７０７７号公報

本発明の実施形態は、見易い表示装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、表示部と第１光学素子と反射部とを含む表示装置が提供される。前記表示部は、第１光を出射する第１画素と、第２光を出射する第２画素と、を含む。前記第１光学素子は、前記表示部が出射する光が入射する入射面と、入射した光が出射する出射面と、を有する。前記入射面における前記第１光の光束径は第１値である。前記入射面における前記第２光の光束径は第２値である。前記出射面における前記第１光の光束の径は前記第１値とは異なる第３値である。前記出射面における前記第２光の光束の径は第４値である。前記第３値の前記第１値に対する比は、前記第４値の前記第２値に対する比とは異なる。前記第１光学素子は、前記第１光と前記第２光の結像位置のそれぞれと観視者の瞳孔との間の距離が実質的に等しくなるように前記第１光と前記第２光を結像する。前記反射部は、前記第１光学素子が出射した光の少なくとも一部を反射する。

第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 表示装置を示す模式図である。 第２の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 第２の実施形態に係る別の表示装置を示す模式図である。 第２の実施形態に係る別の表示装置を示す模式図である。 第２の実施形態に係る別の表示装置を示す模式図である。 第２の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 実施形態に係る表示装置を示す模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式的平面図である。
図１及び図２に表したように、表示装置１００は、表示部１１０と、光学部１２０（投影部）と、反射部１３０と、処理部１４０と、を含む。

例えば、処理部１４０から表示部１１０に画像情報が入力される。
表示部１１０は、複数の画素１１０ｅを含む。複数の画素１１０ｅは、第１平面１１ｐに並べて設けられる。表示部１１０は、画像情報を含む光Ｌ１を出射する。表示部１１０は、映像を表示するディスプレイである。画像情報を含む光は、光学部１２０へ向けて出射される。ディスプレイには、例えば、液晶、有機ＥＬまたはリキッドクリスタルオンシリコン（Liquid Crystal On Silicon）などが用いられる。但し、実施形態は、これらに限定されない。

光学部１２０は、表示部１１０の複数の画素１１０ｅから出射された光Ｌ１の光路上において、表示部１１０と反射部１３０との間に設けられる。光学部１２０は、例えば複数の光学素子を含み、第１光学素子２１０を含む。例えば、第１光学素子２１０は、複数の光学素子のうち表示部１１０に最も近い光学素子である。第１光学素子２１０には、表示部１１０から出射した光Ｌ１が入射する。例えば、第１光学素子２１０は、光Ｌ１の進行方向を変更する。光学素子には、レンズ、プリズム、またはミラーなどを用いることができる。この例では、第１光学素子２１０はレンズである。複数の光学素子は、直線上に配置されていなくてもよい。

反射部１３０は、第１面３１ｐに設けられる。反射部１３０は、第１面３１ｐに沿って広がり、互いに異なる少なくとも２つの方向において、延在する。反射部１３０は、第１光学素子２１０から出射された光Ｌ１の少なくとも一部を反射する。例えば、反射部１３０は、観視者８０の瞳孔１５０に向けて、光学部１２０を通過した光を反射する。反射部１３０によって反射された光は、瞳孔１５０から見て、虚像として像１６０を形成する。

この例では、虚像として像を表示している。但し、反射部１３０を瞳孔１５０から離して実像として像を表示してもよい。
この例では、瞳孔１５０の正面に像１６０を表示している。但し、像１７０のように、観視者８０の視界の端に像を表示してもよい。これにより、観視者８０の視界が遮られない。

像１６０のように瞳孔１５０の正面に像を表示する場合、反射部１３０は、観視者８０からみて瞳孔１５０の斜め後ろから入射した光を瞳孔１５０へ向けて（例えば反射部１３０の法線の方向へ向けて）反射する。これにより、観視者８０は、像を観ることができる。

例えば、第１面３１ｐに光の少なくとも一部を反射する複数の微細な反射面（例えばハーフミラー）を並列に配置し、反射部１３０とする。これにより、例えば、光の反射角度を調整することができる。但し、実施形態においては、反射部１３０は、このようなハーフミラーに限られない。反射部１３０として、通常のハーフミラーを用いてもよいし、同様に反射角度を調整できる他の部材を用いてもよい。また、一例として、反射率と透過率とが同率であるハーフミラーを適用する例を説明しているが、実施形態は、同率である例に限られない。反射面に用いられる材料は、一部の光を透過し一部の光を反射する材料であれば、どのようなものでも構わない。

この例では、表示装置１００は、保持部３２０をさらに含む。保持部３２０は、表示部１１０、光学部１２０（第１光学素子２１０）、及び反射部１３０の少なくともいずれかを保持する。例えば、保持部３２０は、反射部１３０と光学部１２０（第１光学素子２１０）との相対的配置、及び光学部１２０と表示部１１０との相対的配置、を規定する。保持部３２０は、例えば、眼鏡フレームである。表示装置１００は、保持部３２０によって観視者８０の頭部に装着可能である。

投影ユニット（光学部１２０及び表示部１１０）は、表示装置を観視者８０が装着した際に、フレームの内側に配置されるように設けられることが好ましい。すなわち、表示装置１００の使用時（装着時）において、観視者８０と保持部３２０との間に投影ユニットが配置されることが好ましい。これにより、観視者は、通常の眼鏡のように表示装置を使用することができ、表示装置を使用する際の違和感を小さくすることができる。

なお、図１では、２つの表示装置１００を用いた両眼ＨＭＤが例示されている。一方の表示装置は、観視者８０の右目に対して画像を表示し、他方の表示装置は、左目に対して画像を表示する。実施形態は、１つの表示装置１００を用い、片方の眼に対して画像を表示する単眼ＨＭＤであってもよい。

図２に表したように、表示部１１０は、第１端部１１１と第２端部１１２とを有する。第２端部１１２は、第１平面１１ｐ内の１方向において、第１端部１１１と離間する。例えば、表示部１１０は、第１平面１１ｐ上において互いに対向する２つの辺（辺Ｓ１及び辺Ｓ２）を有し、第１端部１１１は辺Ｓ１上の点であり、第２端部１１２は辺Ｓ２上の点である。第１端部１１１と反射部１３０との間の距離は、第２端部１１２と反射部１３０との間の距離よりも短い。

例えば、第１光学素子２１０の光軸２１０ａと第１面３１ｐとの交点３１ｃを通り、第１面３１ｐと接する接平面（第２平面１２ｐ）を考える。第１面３１ｐが平面である場合は、第１面３１ｐと第２平面１２ｐとは平行である。第２平面１２ｐと第１端部１１１との間の距離Ｌｎ１は、第２平面１２ｐと第２端部１１２との間の距離Ｌｎ２よりも短い。

複数の画素１１０ｅは、画素１２１０（第１画素）と、画素１１１０（第２画素）と、を含む。画素１２１０は、第１光Ｌｅ１を出射する。画素１１１０は、第２光Ｌｅ２を出射する。
画素１２１０は、第１端部１１１と第２端部１１２との間に設けられる。画素１１１０は、第１画素１２１０と第２端部１１２との間に設けられる。
画素１２１０と第１端部１１１との間の距離は、画素１２１０と第２端部１１２との間の距離よりも短い。
画素１１１０と第１端部１１１との間の距離は、画素１１１０と第２端部１１２との間の距離よりも長い。

第１光学素子２１０は、第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２が入射する入射面２１と、入射した第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２が出射する出射面２２と、を有する。すなわち、第１光Ｌｅ１は、入射面２１から第１光学素子２１０に入射し、第１光学素子２１０を通過し、出射面２２から出射する。第２光Ｌｅ２は、入射面２１から第１光学素子２１０に入射し、第１光学素子２１０を通過し、出射面２２から出射する。

入射面２１における第１光Ｌｅ１の光束径は、第１値ＲＬ１である。入射面２１における第２光Ｌｅ２の光束径は、第２値ＲＬ２である。
出射面２２における第１光Ｌｅ１の光束径は、第３値ＲＬ３である。出射面２２における第２光Ｌｅ２の光束径は、第４値ＲＬ４である。
第３値ＲＬ３は、第１値ＲＬ１とは異なる。第４値ＲＬ４は、第２値ＲＬ２とは異なり第３値ＲＬ３とは異なる。

第３値ＲＬ３の第１値ＲＬ１に対する比は、第４値ＲＬ４の第２値ＲＬ２に対する比よりも低い。なお、複数の画素１１０ｅのそれぞれは、一定の広がり角で、光を射出する。この例では、第１値ＲＬ１は、第２値ＲＬ２と実質的に同じである。

例えば、第１光学素子２１０は、第２画素から出射した光の光束径を、第１画素から出射した光の光束径よりも大きくする。これにより、形成される虚像において、後述の収差を抑制することができる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
図３（ａ）に表したように、第１光学素子２１０には、例えば、偏心レンズが用いられる。第１光学素子２１０は、第１部分２１１と第２部分２１２とを含む。例えば、第１部分２１１は、第１光Ｌｅ１が通過する部分である。第２部分２１２は、第２光Ｌｅ２が通過する部分である。

例えば、第１部分２１１と反射部１３０との間の距離は、第２部分２１２と反射部１３０との間の距離よりも短い。この例では、第１部分２１１と第２平面１２ｐとの間の距離Ｌｎａは、第２部分２１２と第２部分２１２との間の距離Ｌｎｂよりも短い。

例えば、第１部分２１１の厚さは、第２部分２１２の厚さよりも薄い。すなわち、第１光学素子２１０と表示部１１０とを結ぶ第１方向Ｄ１に沿った第１部分２１１の長さ２１１ｔは、第１方向Ｄ１に沿った第２部分２１２の長さ２１２ｔよりも短い。
第１光Ｌｅ１の第１光学素子２１０内の光路長は、第２光Ｌｅ２の第１光学素子２１０内の光路長よりも短い。

図３（ｂ）に表したように、第１光学素子２１０には、ＧＲＩＮレンズ（Gradient Index lens）を用いてもよい。例えば、第１部分２１１の屈折率は、第２部分２１２の屈折率とは異なる。この例では、第１部分２１１の屈折率は、第２部分２１２の屈折率よりも低い。

このような第１光学素子２１０を用いることで、光束径を調整することができる。前述のように、例えば第４値ＲＬ４を第２値ＲＬ２よりも大きくすることで、収差を抑制することができる。

図４は、表示装置を例示する模式図である。
図４は、第１光学素子２１０を用いた場合の光路を例示している。さらに、第１光学素子２１０の代わりに、参考例の光学素子２１９（図示せず）を用いた場合の光路も例示している。

参考例の光学素子２１９は、例えば偏心のない凸レンズである。参考例の光学素子２１９も、第１光学素子２１０と同様に、入射面と出射面とを有する。光学素子２１９を用いた場合、画素１２１０から出射した光の出射面における光束径は、画素１２１０から出射した光の出射面における光束径と実質的に等しい。

参考例の光学素子２１９を用いた場合、画素１１１０から出射された光は、反射部１３０を経由して、瞳孔１５０上の領域１１２０へ投影され、結像位置１１３０に像を結ぶ。同様に参考例の光学素子２１９を用いた場合、画素１２１０から出射された光は、瞳孔１５０上の領域１２２０へ投影され、結像位置１２３０に像を結ぶ。

複数の画素のそれぞれから出射される光束の配光角は、実質的に互いに等しい。しかし、反射部１３０に至るまでの光路長は、画素が設けられた位置によって異なる場合がある。

例えば、画素１１１０から出射された光の光学素子２１９（又は第１光学素子２１０）から反射部１３０へ至るまでの光路長は、画素１２１０から出射された光の光学素子２１９（又は第１光学素子２１０）から反射部１３０へ至るまでの光路長よりも長い。

このため、参考例の光学素子２１９を用いた場合、画素１２１０に対応する光束が反射部１３０に投影される領域は、画素１１１０に対応する光束が反射部１３０に投影される領域よりも広い。したがって、領域１２２０は、領域１１２０よりも広い。

このため、広い面積を有する領域１２２０に投影された光束が像を結ぶ結像位置１２３０は、狭い面積を有する領域１１２０に投影された光束が像を結ぶ結像位置１１３０よりも、観視者８０にとって、遠くなる。その結果、結像位置１２３０及び結像位置１１３０を含む領域に形成される像に、傾きを主とした収差が生じる。

これに対して、実施形態に係る表示装置１００においては、画素１２１０から出射し第１光学素子２１０を通過した光束は、参考例の光学素子２１９における場合に比べて、細くなる。

実施形態に係る第１光学素子２１０を用いた場合、画素１２１０から出射された光束は、反射部１３０を経由して、瞳孔１５０上の領域１２５０へ投影され、結像位置１２６０に像を結ぶ。領域１２５０は、領域１２２０と比べて狭い。これにより、結像位置１２６０は、結像位置１２３０に比べて瞳孔１５０に近くなる。

一方、画素１１１０から出射し第１光学素子２１０を通過した光束は、参考例の光学素子２１９における場合に比べて、太くなる。

実施形態に係る第１光学素子２１０を用いた場合、画素１１１０から出射された光束は、反射部１３０を経由して、瞳孔１５０上の領域１１５０へ投影され、結像位置１１６０に像を結ぶ。領域１１５０は、領域１１２０と比べて広い。これにより、結像位置１１６０は、結像位置１１３０に比べて瞳孔１５０から遠くなる。

このように、第１光学素子２１０から出射される光束の径を調整することによって、結像位置を調整することができる。例えば、各画素から出射された光束の結像位置のそれぞれと瞳孔１５０との間の距離を、実質的に互いに等しくすることができる。これにより、瞳孔１５０から見て、収差を抑制した像を形成することができる。見易い表示を得ることができる。

例えば、収差を抑制する方法として、反射部の反射面の傾きや形状を工夫する方法も考えられる。しかし、特殊な反射部を高精度に製造することは難しい。これに対して、実施形態においては、光学部の光学素子によって収差を抑制することができる。これにより、例えば、表示装置の設計及び製造が容易になる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
表示装置１０１において、光学部１２０は、第１光学素子２１０と、第２光学素子２２０と、を含む。第２光学素子２２０は、表示部１１０と反射部１３０との間に設けられる。

この例では、表示部１１０の画素から出射される光の光路上において、第１光学素子２１０は、第２光学素子２２０と表示部１１０との間に設けられる。

第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２は、第２光学素子２２０に入射する。例えば、第２光学素子２２０は、第１光Ｌｅ１の進行方向及び第２光Ｌｅ２の進行方向を変化させる。

例えば、表示部１１０の画素から出射された光の光路は、第１光学素子２１０（偏心レンズ）を経由することで傾く。この結果、反射部１３０に入射する光の光路も傾き、反射された光の光路も傾き、瞳孔１５０に光が届かなくなってしまう場合がある。

これに対して、実施形態に係る表示装置１０１においては、第１光学素子２１０に対して、第２光学素子２２０を傾けて配置する。すなわち、第２光学素子２２０の光軸２２０ａと平行な方向は、平面に投影したときに、第１光学素子２１０の光軸２１０ａと平行な方向と、交わる。すなわち、光軸２２０ａ（第２光軸）は、光軸２１０ａ（第１光軸）に対して傾斜している。これにより、第１光学素子２１０によって傾いた光路を補正することができる。

例えば、光軸２１０ａと第２平面１２ｐとの間の角度θ１は、光軸２２０ａと第２平面１２ｐとの間の角度θ２よりも大きい。

例えば、第２光学素子２２０は、第３部分２２３と、第４部分２２４と、を含む。例えば、第３部分２２３は、第１光Ｌｅ１が通過する部分である。第４部分２２４は、第２光Ｌｅ２が通過する部分である。第３部分２２３と反射部１３０との間の距離は、第４部分２２４と反射部１３０との間の距離よりも短い。この例では、第３部分２２３と第２平面１２ｐとの間の距離Ｌｎ３は、第４部分２２４と第２平面１２ｐとの間の距離Ｌｎ４よりも短い。第３部分２２３と表示部１１０との間の距離Ｌｎｃは、第４部分２２４と表示部１１０との間の距離Ｌｎｄよりも長い。

例えば、第２光学素子２２０を通過した光の進行方向が、偏心レンズを用いない場合の光の進行方向と一致するように、第２光学素子２２０を配置する。これにより、偏心レンズによる光路の傾きの影響を抑制することができる。

図６は、第２の実施形態に係る別の表示装置を例示する模式図である。
図６に表した表示装置１０２において、光学部１２０は、第１光学素子２１０と、第２光学素子２２０と、プリズム４１０と、を含む。プリズム４１０は、表示部１１０と反射部１３０との間に設けられる。

第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２は、プリズム４１０に入射する。例えば、プリズム４１０は、第１光Ｌｅ１の進行方向及び第２光Ｌｅ２の進行方向を変化させる。この例では、第１光学素子２１０と第２光学素子２２０との間にプリズム４１０が設けられている。

前述のように、例えば光が第１光学素子２１０（偏心レンズ）を経由することで、光路が傾く。これに対して、プリズム４１０を光学部１２０に追加する。これにより、第１光学素子２１０によって傾いた光路を補正することができる。反射部１３０へ向けて光を進行させることができる。第２光学素子２２０の配置のみで光路を補正する場合に比べて、光路を補正しやすくなる。

図７は、第２の実施形態に係る別の表示装置を例示する模式図である。
図７に表したように、表示装置１０３において、第１光学素子２１０は、光軸２１０ａを有する。光軸２１０ａと平行な方向と、第１平面１１ｐの法線１１０ａと平行な方向と、は平面に投影したときに交わる。すなわち、第１平面１１ｐの法線１１０ａは、第１光学素子２１０の光軸２１０ａに対して傾斜する。例えば、光軸２１０ａと法線１１０ａとの間の角度は、１度以上１０度以下である。このように表示部１１０は、光学部１２０に対して傾けて配置されている。

例えば、光軸２１０ａと平行な方向と第２平面１２ｐとの間の角度θ３は、法線１１０ａと第２平面１２ｐとの間の角度θ４よりも大きい。

第１端部１１１と第１光学素子２１０との間の距離Ｌｎ５は、第２端部１１２と第１光学素子２１０との間の距離Ｌｎ６よりも短い。

このように表示部１１０を光学部１２０に対して傾けて配置することによって、例えば表示部１１０の画素１２１０が第１光学素子２１０に近づく。表示部１１０の画素１１１０が第１光学素子２１０から遠ざかる。

例えば、表示部１１０の各画素から出射される光束の配光角は実質的に等しい。このため、第１光Ｌｅ１の入射面２１における光束径（第１値ＲＬ１）は、比較的小さくなり、第２光Ｌｅ２の入射面２１における光束径（第２値ＲＬ２）は、比較的大きくなる。

第１値ＲＬ１が小さくなることで、図４における説明と同様にして、第１光Ｌｅ１が瞳孔１５０上に投影される領域が狭くなる。これにより、第１光Ｌｅ１の結像位置が、瞳孔１５０から近くなる。同様に、第２値ＲＬ２が大きくなることで、第２光Ｌｅ２が瞳孔１５０上に投影される領域が広くなる。これにより、第２光Ｌｅ２の結像位置が、瞳孔１５０から遠くなる。

このように表示部１１０の配置によって、結像位置を調整することができる。これにより、収差を抑制することができる。例えば、第１光学素子２１０に偏心レンズを用い、さらに表示部１１０を光学部１２０に対して傾けて配置する。これにより、より収差を抑制することができる。

図８は、第２の実施形態に係る別の表示装置を例示する模式図である。
表示装置１０４においては、光学部１２０は、シリンドリカルレンズ５１０をさらに含む。第１光学素子２１０は、第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２の光路上において、シリンドリカルレンズ５１０と、表示部１１０と、の間に設けられる。

例えば、表示部１１０の配置や第１光学素子２１０によって、像に発生する非点収差を十分に補正することができない場合がある。これに対して、シリンドリカルレンズ５１０を追加することで、像に発生する非点収差を抑制することができる。

図９は、第２の実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
図９に表した表示装置１０５の反射部１３０においては、第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２を反射する反射面は、屈折力を有する。これにより、例えば、第１光Ｌｅ１及び第２光Ｌｅ２が瞳孔１５０に投影される領域の広さを調整し、結像位置を調整することができる。反射面が屈折力を有する反射部１３０を用いることで、収差を抑制しやすくなる。例えば、収差を光学部１２０及び表示部１１０のみで抑制しなくてもよく、光学部１２０と表示部１１０との設計が容易になる。

第１面３１ｐの形状は、光学部１２０の位置から見て凹面状である。これにより、第１面３１ｐに設けられた反射部１３０に屈折力を持たせることができる。
実施形態においては、第１面３１ｐが平面であってもよい。この場合には、反射部１３０は、複数の反射面を含み、複数の反射面のそれぞれの光学部１２０に対する傾きを調整する。これにより、反射部１３０に屈折力を持たせてもよい。

図１０は、実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
図１０は、実施形態に係る表示装置のシステム構成の一例を例示している。なお、図１０に表した例は、実施形態に係る表示装置の一例であり、必ずしも実際のモジュールとは一致しない場合がある。

図１０に表したように、処理部１４０は、例えば、インターフェース４２、処理回路（プロセッサ）４３、及びメモリ４４を含む。

例えば、処理部１４０は、インターフェース４２を介して、外部の記憶媒体やネットワークと接続され、画像情報を取得する。外部との接続には、有線及び無線のいずれの方法を用いてもよい。

メモリ４４には、例えば取得した画像情報を処理するプログラム４５が記憶されている。例えばプログラム４５に基づいて画像情報が適宜変換され、これにより、表示部１１０において適切な表示が行われる。メモリ４４において、画像情報が保持されていてもよい。プログラム４５は、予めメモリ４４に記憶された状態で提供されてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体やネットワークを介して提供され、適宜インストールされてもよい。

処理部１４０は、センサ４６を含んでもよい。センサ４６には、例えば、カメラ、マイク、位置センサ又は加速度センサなどの任意のセンサを用いることができる。例えば、センサ４６から得られる情報に基づいて、表示部１１０に表示される画像を適宜変更する。これにより、表示装置の利便性や見易さを向上させることができる。

例えば、処理回路４３において、センサ４６から得られる情報や画像情報などが、プログラム４５に基づいて処理される。

このようにして得られた画像情報が、処理部１４０から表示部１１０に入力され、表示装置において表示が行われる。

処理部１４０の各ブロックの一部、又は全部には、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路またはＩＣ（Integrated Circuit）チップセットを用いることができる。各ブロックに個別の回路を用いてもよいし、一部又は全部を集積した回路を用いてもよい。各ブロック同士が一体として設けられてもよいし、一部のブロックが別に設けられてもよい。また、各ブロックのそれぞれにおいて、その一部が別に設けられてもよい。集積化には、ＬＳＩに限らず、専用回路又は汎用プロセッサを用いてもよい。

実施形態によれば、見易い表示装置が提供できる。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示部、光学部、反射部、光学素子、保持部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１ｐ…第１平面、 １２ｐ…第２平面、 ２１…入射面、 ２２…出射面、 ３１〜３３…第１〜第３点、 ３１ｃ…交点、 ３１ｐ…第１面、 ３３ａ…法線、 ４２…インターフェース、 ４３…処理回路、 ４４…メモリ、 ４５…プログラム、 ４６…センサ、 ８０…観視者、 θ１〜θ４…角度、 １００〜１０５…表示装置、 １１０…表示部、 １１０ａ…法線、 １１０ｅ…画素、 １１１…第１端部、 １１１０…画素、 １１２…第２端部、 １１２０…領域、 １１３０…結像位置、 １１５０…領域、 １１６０…結像位置、 １２０…光学部、 １２１０…画素、 １２２０…領域、 １２３０…結像位置、 １２５０…領域、 １２６０…結像位置、 １３０…反射部、 １４０…処理部、 １５０…瞳孔、 １６０、１７０…像、 ２１０…第１光学素子、 ２１０ａ…光軸、 ２１１…第１部分、 ２１１ｔ…長さ、 ２１２…第２部分、 ２１２ｔ…長さ、 ２１９…光学素子、 ２２０…第２光学素子、 ２２０ａ…光軸、 ２２３…第３部分、 ２２４…第４部分、 ３２０…保持部、 ４１０…プリズム、 ５１０…シリンドリカルレンズ、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、 Ｌ１…光、 Ｌ１１〜Ｌ１３…距離、 Ｌｅ１…第１光、 Ｌｅ２…第２光、 Ｌｎ１〜Ｌｎ６、Ｌｎａ〜Ｌｎｄ…距離、 ＲＬ１〜ＲＬ４…第１〜第４値

Claims (12)

1. 第１光を出射する第１画素と、第２光を出射する第２画素と、を含む表示部と、
   前記表示部が出射する光が入射する入射面と、入射した光が出射する出射面と、を有する第１光学素子であって、
   前記入射面における前記第１光の光束径は第１値であり、前記入射面における前記第２光の光束径は第２値であり、
   前記出射面における前記第１光の光束の径は前記第１値とは異なる第３値であり、前記出射面における前記第２光の光束の径は第４値であり、
   前記第３値の前記第１値に対する比は、前記第４値の前記第２値に対する比とは異なり、
   前記第１光学素子は、前記第１光と前記第２光の結像位置のそれぞれと観視者の瞳孔との間の距離が実質的に等しくなるように前記第１光と前記第２光を結像する第１光学素子と、
   前記第１光学素子が出射した光の少なくとも一部を反射する反射部と、
   を備えた表示装置。
2. 前記表示部は、第１端部と、前記第１端部と離間した第２端部と、を含み、
   前記第１端部と前記反射部との間の距離は、前記第２端部と前記反射部との間の距離よりも短く、
   前記第１画素は、前記第１端部と前記第２端部との間に設けられ、
   前記第２画素は、前記第１画素と前記第２端部との間に設けられ、
   前記第３値の前記第１値に対する前記比は、前記第４値の前記第２値に対する前記比よりも低い請求項１記載の表示装置。
3. 前記第１光の前記第１光学素子から前記反射部までの光路長は、前記第２光の前記第１光学素子から前記反射部までの光路長よりも長く、
   前記第３値の前記第１値に対する前記比は、前記第４値の前記第２値に対する前記比よりも低い請求項１記載の表示装置。
4. 前記第１光学素子は、前記第１光が通過する第１部分と、前記第２光が通過する第２部分と、を含み、
   前記第１光学素子の前記第１部分の厚さは、前記第２部分の厚さよりも薄い請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記第１光学素子は、前記第１光が通過する第１部分と、前記第２光が通過する第２部分と、を含み、
   前記第１部分の屈折率は、前記第２部分の屈折率よりも低い請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 前記第１光学素子は、偏心レンズである請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置。
7. 前記表示部と前記反射部との間に設けられ、前記第１光及び前記第２光が入射し、前記第１光の進行方向及び前記第２光の進行方向を変化させる第２光学素子をさらに備え、
   前記第１光学素子の第１光軸は、前記第２光学素子の第２光軸に対して傾斜している請求項１〜６のいずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記反射部は、第１面に沿って広がり、
   前記第１光軸と前記第１面との交点を通り前記第１面と接する接平面と、前記第１光軸と、の間の角度は、前記接平面と、前記第２光軸と、の間の角度よりも大きい請求項７記載の表示装置。
9. 前記第１画素及び前記第２画素は、第１平面に並べて設けられ、
   前記第１平面の法線は、前記第１光学素子の第１光軸に対して傾斜する請求項１〜６のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記第１画素及び前記第２画素は、第１平面に並べて設けられ、
    前記第１平面の法線は、前記第１光学素子の第１光軸に対して傾斜し、
    前記第１端部と前記第１光学素子との間の距離は、前記第２端部と前記第１光学素子との間の距離よりも短い請求項２記載の表示装置。
11. 前記反射部は、並列に配置され、光の少なくとも一部を反射する複数の反射面を含む請求項１〜１０のいずれか１つに記載の表示装置。
12. 前記反射部、前記第１光学素子及び前記表示部の少なくともいずれかを保持する保持部をさらに備え、
    観視者の頭部に装着可能であり、
    前記表示部及び前記第１光学素子は、装着時において前記頭部と前記保持部との間に配置される請求項１〜１１のいずれか１つに記載の表示装置。