JP6780502B2 - 画像表示装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、画像表示装置及び表示装置に関し、より具体的には、例えば頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）として用いることができる表示装置、及び、係る表示装置での使用に適した画像表示装置に関する。

画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるための虚像表示装置（表示装置）が、例えば、特開平５−１３４２０８から周知である。この特開平５−１３４２０８に開示された表示装置にあっては、偏光板を介してレンズによりコリメートされた光源からの光によって液晶表示部を照明し、照明された液晶表示部の画像光が、レンズ群により第一の焦点に集光され、そして集光された光は、凹面ミラーで反射され、偏光板を介して瞳の水晶体前面で第二の焦点に集光され、網膜に到達する。そして、これによって、ユーザは画像を観察することができる。

特開平５−１３４２０８

ところで、眼球間距離は観察者によって様々である。そして、観察者の眼球方向（観察者の２つの眼球の中心を結んだ方向）における画像表示装置の位置調整を行うが、例えば、本来、図１４Ａに示す画像を右眼で眺めると想定したとき、この位置調整が最適でないとき、模式的に図１４Ｂに示すように歪んだ画像となってしまう場合がある。

従って、本開示の目的は、観察者の眼球方向における画像表示装置の位置調整を行ったとき、観察される画像に歪みが生じ難い構成、構造を有する画像表示装置、及び、係る画像表示装置を用いた表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置からの画像を観察者の眼球に導く光学系、
を備えており、
光学系の光軸の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点、
画像形成装置・第１衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第１の法線、
観察者の眼球の瞳孔の中心を通る直線の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点、
画像形成装置・第２衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第２の法線、
とし、
光学系の光軸の延長線が第１の法線と成す角度をω₁、観察者の眼球の瞳孔の中心を通る直線の延長線が第２の法線と成す角度をω₂としたとき、
０（度）≦ω₂＜ω₁
を満足する。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
（イ）フレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は本開示の画像表示装置から構成されている。

本開示の画像表示装置、あるいは、本開示の表示装置を構成する画像表示装置にあっては、光学系の光軸の延長線が第１の法線と成す角度ω₁と、観察者の眼球の瞳孔の中心を通る直線（以下、便宜上、『瞳孔中心線』と呼ぶ）の延長線が第２の法線と成す角度ω₂とは、所定の関係を満足している。即ち、観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）は、画像形成装置の画像出射面と概ね直交する。従って、観察者の眼球方向（後述するｘ軸方向）における画像表示装置の位置調整を行ったとき、観察者が観察する画像は、瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）と概ね直交する方向に平行移動するだけなので、観察される画像に歪みが生じ難い。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１Ａ及び図１Ｂは、実施例１の表示装置、画像表示装置を説明するための概念図である。 図２は、実施例１の表示装置、画像表示装置の概念図である。 図３は、実施例２の表示装置、画像表示装置の概念図である。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、実施例１の表示装置、実施例２の表示装置及び従来の表示装置における右眼及び左眼が見る画像の相対的な位置及び解像度を模式的に示す図である。 図５は、観察者が実施例１の表示装置を装着したときの表示装置の要部の透視図である。 図６は、実施例１の表示装置の一部分の斜視図である。 図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ、実施例１の表示装置の底面図、上面図、右側面図、及び、背面図である。 図８は、観察者が実施例３の表示装置を装着したときの表示装置の要部の透視図である。 図９は、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置によって画像形成装置と光学系との間の距離を調整する状態を概念的に示す図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置の模式図である。 図１１は、反射鏡の配置状態を説明するための反射鏡等の概念図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１１に引き続き、反射鏡の配置状態を説明するための反射鏡等の概念図である。 図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ及び図１３Ｄは、歪み補正装置において、画像信号に対する歪み補正の有無によって、観察される画像がどのようになるかを説明するための概念図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、従来の虚像表示装置において、画像がどのように観察されるか等を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の画像表示装置及び表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の画像表示装置及び表示装置。本開示の第３の構成の表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１〜実施例２の変形。本開示の第１の構成の表示装置）
５．実施例４（実施例１〜実施例３の変形。本開示の第２の構成の表示装置）
６．その他

〈本開示の画像表示装置及び表示装置、全般に関する説明〉
本開示の画像表示装置、本開示の表示装置における画像表示装置（以下、これらを総称して、『本開示の画像表示装置等』と呼ぶ）において、限定するものではないが、
０（度）≦ω₂≦１（度）
であることが好ましい。

上記の好ましい形態を含む本開示の画像表示装置等において、
画像形成装置からの画像を反射する反射鏡を更に備えており、
光学系は、観察者の眼球と反射鏡との間に配置され（挿入され）、反射鏡によって反射された画像が入射するレンズ群から成り、レンズ群の光軸が光学系の光軸に相当する構成とすることができる。あるいは又、光学系をアパーチャから構成することもできる。そして、これらの場合、反射鏡とレンズ群（あるいは光学系）との間に配置（挿入）された自由曲面を有する光学部材を更に有する構成とすることができる。ここで、光学部材として、具体的には、レンズ状の部材あるいはプリズム状の部材を挙げることができる。そして、光学部材の光通過方向に沿った厚さは、水平方向（後述するｘｙ平面）、内側（観察者の鼻側）から外側に向かって変化する構成とすることができ、更には、光学部材における自由曲面は、水平方向において、奇数次の曲面を有する構成とすることができる。光学部材を挿入することで、画像形成装置の画像出射面の種々の点から観察者の眼球までの光学距離（光路長）の変動を少なくすることができる。

尚、光学系の光軸とは、云い換えれば、光学系に入射し、光学系から出射する光線が、１本の軸線上に位置するとき、この軸線を指す。また、観察者の眼球の瞳孔中心線とは、観察者の両方の眼球と無限遠方とを含む仮想平面をｘｙ平面としたとき、ｘｙ平面において左右眼球の旋回中心を結ぶ線分の垂直二等分線に平行な各眼球の旋回中心を通る直線であり、あるいは又、眼球の入射瞳中心を通り、角膜表面に垂直であって、ｘｙ平面に含まれ、観察者の両方の眼球を結ぶ直線をｘ軸としたとき、ｘ軸と直交するｙ軸に平行な直線である。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等において、反射鏡は自由曲面を有する形態とすることができるし、あるいは又、反射鏡は凹面を有する形態とすることができる。反射鏡をこれらの形態とすることでも、画像形成装置の画像出射面の種々の点から観察者の眼球までの光学距離（光路長）の変動を少なくすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等において、光学系の光軸が観察者と対向するレンズ群の面と交わる点は、観察者の眼球の瞳孔中心線よりも外側に位置する形態とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等において、光学系の光軸の水平面（後述するｘｙ平面）への射影像と、観察者の眼球の瞳孔中心線の水平面（後述するｘｙ平面）への射影像の成す角度をω₃としたとき、０＜ω₃を満足する形態とすることができる。また、ω₁とω₃の関係は、
０（度）≦｜ω₁−ω₃｜≦１（度）
を満足することが好ましい。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置にあっては、左眼用画像表示装置及び右眼用画像表示装置がフレームに取り付けられた形態とすることができ、左眼用画像表示装置及び右眼用画像表示装置のそれぞれは、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置から構成することができる。尚、このような表示装置を、便宜上、『両眼型の表示装置』と呼ぶ。ここで、両眼型の表示装置にあっては、左眼用画像表示装置に備えられた反射鏡の法線と右眼用画像表示装置に備えられた反射鏡の法線とは、反射鏡を基準として観察者とは反対側の空間で交わっている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第１の構成の表示装置』と呼ぶ。そして、この場合、左眼用画像表示装置における反射鏡の法線と右眼用画像表示装置における反射鏡の法線とは、観察者の両方の眼球と無限遠方とを含む仮想平面（次に述べるｘｙ平面）よりも下方で交わっている形態とすることができる。このような形態を採用することで、２つの画像形成装置を高い設計自由度にて容易に並置することができる。両眼型の表示装置にあっては、左眼用画像表示装置を構成する画像形成装置と、右眼用画像表示装置を構成する画像形成装置とを、一体化してもよい。

そして、本開示の第１の構成の表示装置の上記の好ましい形態にあっては、反射鏡の配置状態を、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、
観察者の両方の眼球と無限遠方とを含む仮想平面をｘｙ平面とし、観察者の両方の眼球を結ぶ直線をｘ軸（具体的には、観察者の両方の眼球を結ぶ直線であって、観察者の右眼の眼球から左眼の眼球に向かう軸線をｘ軸）、観察者の右眼の瞳孔中心線をｙ軸（具体的には、ｘ軸と直交し、レンズ群側に向かう軸線をｙ軸）、右眼用画像表示装置におけるレンズ群の光軸（光学主軸）が反射鏡と衝突する反射鏡の点を『右眼用反射鏡光軸衝突点』とし、右眼用画像表示装置における反射鏡がｘｚ平面と平行に（垂直に）配置されていると想定し（図１１参照）、更には、右眼用反射鏡光軸衝突点を通りｘｙ平面と平行な反射鏡上の軸線をζ軸、右眼用反射鏡光軸衝突点を通りζ軸と直交する反射鏡上の軸線をη軸としたとき（図１１参照）、
右眼用画像表示装置における平面鏡は、ζ軸を中心に角度θ₁＝４５度±５度、回転した状態であって、平面鏡の上方が観察者から離れる方向に回転した状態で配置されており（反射鏡及び軸線の回転前の状態は図１２Ａの一点鎖線を参照。反射鏡及び軸線の回転後の状態は図１２Ａの実線及び点線を参照）、且つ、η軸を中心に角度θ₂＝７度乃至２１度、回転した状態であって、平面鏡の右端が観察者から離れる方向に回転した状態で配置されており（反射鏡及び軸線の回転前の状態は図１２Ｂの一点鎖線を参照。反射鏡及び軸線の回転後の状態は図１２Ｂの実線及び点線を参照）、
左眼用画像表示装置の画像形成装置及び光学系、反射鏡は、右眼用画像表示装置の画像形成装置及び光学系、反射鏡と、観察者の両方の眼球を結ぶ線分の中点を通りｙｚ平面と平行な仮想平面に対して、鏡面対称に配置されている形態とすることができる。更には、ζ軸及びη軸に直交する軸線をξ軸としたとき、ξ軸をｘｙ平面に射影したときの軸線ξ’軸とｙ軸との成す角度θ₃と、角度θ₁、角度θ₂の関係の一例を以下の表１に示す。角度θ₃は、（−ｘ，ｙ）象限における角度を正の値とする（図１１、図１２Ａ参照）。レンズ群の光軸（光学主軸）は観察者の眼球の中心と交わることが好ましい。更には、これらの好ましい形態において、画像形成装置は、反射鏡の上方に配置されている形態とすることが好ましい。尚、ξ軸は、レンズ群の光軸（光学主軸）と一致するし、角度θ₃は角度ω₃と一致する。

［表１］
θ₁（度） θ₂（度） θ₃（度）
４５ ５ ９
４５ １０ １５
４５ １５ ２２
４５ １８ ２５
４５ ２０ ２９

画像形成装置の画像出射面は平坦であってもよいし、画像の第１の方向に対応した画像形成装置の方向をＸ方向、第１の方向と異なる画像の第２の方向に対応した画像形成装置の方向をＹ方向としたとき、画像形成装置は、Ｘ方向、又は、Ｙ方向、又は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って湾曲している形態とすることもできる。尚、ｘｙ平面へのＸ方向の射影像はｘ軸と平行であり、ｘｙ平面へのＹ方向の射影像はｙ軸と平行である。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置、後述する本開示の第２の構成の表示装置、後述する本開示の第３の構成の表示装置を含む）において、
画像形成装置の外形は矩形形状であり、
Ｙ方向に沿って延びる画像形成装置の外周部から配線が外部に延びている形態とすることができる。ここで、配線として、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を例示することができる。画像形成装置の外周部に設けられた接続部と配線とは、周知の方法に基づき接続すればよい。

また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置を含む）において、各画像表示装置は、画像形成装置と反射鏡との間の距離を調整する画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置を備えている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の表示装置を、便宜上、『本開示の第２の構成の表示装置』と呼ぶ。ここで、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置を備えることで、簡素な構成、構造であるにも拘わらず、観察者に依存した観察者の視力の相違に適切、且つ、容易に対応が可能となる。そして、この本開示の第２の構成の表示装置にあっては、画像形成装置と反射鏡との間の距離に応じて、画像形成装置からの画像全体の大きさを制御する表示制御装置を更に備えている構成とすることができる。画像形成装置と反射鏡との間の距離は、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置に、画像形成装置と反射鏡との間の距離を検出する距離検出装置を配しておけばよい。距離検出装置は、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置の構成、構造に依存して、適切な装置とすればよい。画像全体の大きさの制御は、画像を画像形成装置において形成するために用いられる画像信号に対する各種信号処理（例えば、間引き処理や補間処理）を行うことで、画像全体の大きさの拡大／縮小を行うといった、周知の制御方式とすることができる。

また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置、本開示の第２の構成の表示装置を含む）において、各画像表示装置は、レンズ群と観察者の眼球との間の距離を調整する眼球／レンズ群間距離・調整装置を備えている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の表示装置を、便宜上、『本開示の第３の構成の表示装置』と呼ぶ。ここで、眼球／レンズ群間距離・調整装置を備えることで、簡素な構成、構造であるにも拘わらず、観察者の眼球とレンズ群との間の距離を適切、且つ、容易に調整・調節可能となる。

また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置、本開示の第２の構成の表示装置、本開示の第３の構成の表示装置を含む）において、画像形成装置の所定の点（例えば、後述する画像形成装置光軸衝突点）を通り、Ｘ方向に平行な軸をＸ軸、画像形成装置の所定の点（例えば、画像形成装置光軸衝突点）を通り、Ｙ方向に平行な軸をＹ軸としたとき、画像表示装置は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の内の少なくとも１つの軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置を更に備えている構成とすることができる。具体的には、Ｘ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｙ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｚ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｘ軸及びＹ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｘ軸及びＺ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｙ軸及びＺ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置を挙げることができる。更には、このような構成を含む、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置、本開示の第２の構成の表示装置、本開示の第３の構成の表示装置を含む）において、反射鏡に対して画像形成装置をＸ方向に沿って移動させる移動装置を更に備えている構成とすることができるし、これらの好ましい構成を含む、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（本開示の第１の構成の表示装置、本開示の第２の構成の表示装置、本開示の第３の構成の表示装置を含む）において、左眼用画像表示装置と右眼用画像表示装置との間の距離を調整する画像表示装置間距離・調整装置を更に備えている構成とすることができる。画像表示装置間距離・調整装置を備えることで、眼球間距離が異なる観察者への対処が容易となる。

更には、本開示の第１の構成の表示装置、本開示の第２の構成の表示装置、本開示の第３の構成の表示装置を含む、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置（以下、これらを総称して、『本開示の表示装置等』と呼ぶ）において、フレームは観察者の頭部に装着される形態とすることができる。但し、このような形態に限定するものではなく、例えば、フレームを、天井や壁から延びるアームに取り付けてもよいし、可動自在なロボットアームに取り付けてもよい。また、観察者の頭部の動きをセンサで検出し、観察者の頭部の動きにフレームの動きを追従させてもよい。

フレームを観察者の頭部に装着する形態とする場合、フレームは、観察者の頭部に装着することができ、しかも、画像表示装置を取り付けることができる構成、構造を有するものであれば、如何なる形式とすることもでき、例えば、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端から延びるサイド部とから成る構成とすることができる。画像表示装置は、フレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、フロント部の下部に取り付けられ、略水平方向に延びる保持部材に取り付けられている。また、フロント部の上部には、観察者の額と接する額当てが取り付けられていることが、観察者の画像表示装置の取付け感の向上といった観点から望ましい。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置等にあっては、左眼用画像表示装置における水平視野と右眼用画像表示装置における水平視野の重なり（両眼視野角）として、４５度乃至１００度を例示することができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置等において、画像形成装置は如何なる形式の画像形成装置とすることもでき、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ素子、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができる。空間光変調装置として、ライト・バルブ、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として上記の発光素子を挙げることができる。反射型空間光変調装置は、例えば、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができ、光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。そして、係る発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。

あるいは又、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。ここで、光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。

本開示の表示装置等において、Ｘ方向に沿った画像形成装置の表示領域の長さＬ_Xとして８３ｍｍ乃至１３０ｍｍを例示することができる。画像形成装置の画素数として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０、３８４０×２１６０等、またアスペクト比として４：３、１６：９の他に２１：９等を例示することができる。画像表示装置の水平視野角（片眼視野角）として、１００度乃至１２０度を例示することができる。

実施例１は、本開示の表示装置及び画像表示装置に関し、更には、本開示の第３の構成の表示装置に関する。実施例１の表示装置及び画像表示装置の概要（画像表示装置を上方から眺めた図）を、図１Ａ、図１Ｂ、図２の概念図に示す。また、観察者が表示装置を装着したときの表示装置の要部の透視図を図５に示す。更には、実施例１の表示装置の一部分の斜視図を図６に示すが、図６においては、反射鏡や画像形成装置等の図示を省略している。また、実施例１の表示装置の底面図、上面図、右側面図及び背面図を図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄに示すが、図面の簡素化のために、画像形成装置や表示装置の構成要素の一部の図示を省略している。

実施例１の画像表示装置３０（３０Ｌ，３０Ｒ）は、
（Ａ）画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）、及び、
（Ｂ）画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）からの画像を観察者１０の眼球１１（１１Ｌ，１１Ｒ）に導く光学系５０、
を備えており、
光学系５０の光軸の延長線が画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の画像出射面４０’と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点ＣＰ₁、
画像形成装置・第１衝突点ＣＰ₁を通過する画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の画像出射面４０’における法線を、第１の法線ＮＬ₁、
観察者１０の眼球の瞳孔中心線の延長線が画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の画像出射面４０’と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点ＣＰ₂、
画像形成装置・第２衝突点ＣＰ₂を通過する画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の画像出射面４０’における法線を、第２の法線ＮＬ₂、
とし、
光学系５０の光軸の延長線が第１の法線ＮＬ₁と成す角度をω₁、観察者１０の眼球の瞳孔中心線の延長線が第２の法線ＮＬ₂と成す角度をω₂としたとき、
０（度）≦ω₂＜ω₁
を満足する。

実施例１の表示装置は、
（イ）フレーム２０、及び、
（ロ）フレーム２０に取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は実施例１の画像表示装置３０（３０Ｌ，３０Ｒ）から構成されている。実施例１の表示装置におけるフレーム２０は観察者１０の頭部に装着され、実施例１の表示装置は、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）であり、また、両眼型の表示装置である。尚、左眼用画像表示装置の構成要素を示す参照番号には「Ｌ」を付し、右眼用画像表示装置の構成要素を示す参照番号には「Ｒ」を付す。

ここで、ω₂は、
０（度）≦ω₂≦１（度）
を満足する。具体的には、
ω₁＝１５（度）
ω₂＝ ０（度）
とした。また、
θ₁ ＝４５度
θ₂ ＝１０度
とした。

画像表示装置３０は、画像形成装置４０からの画像を反射する反射鏡５１を更に備えている。光学系５０はレンズ群５２から成る。レンズ群５２は、観察者１０の眼球１１と反射鏡との間に配置されており（挿入されており）、平面鏡から成る反射鏡５１によって反射された画像が入射する。レンズ群５２の光軸が光学系５０の光軸に相当する。更には、光学系５０の光軸が観察者１０と対向するレンズ群５２の面と交わる点は、観察者１０の眼球の瞳孔中心線よりも外側に位置するし、光学系５０の光軸の水平面（ｘｙ平面）への射影像と、観察者１０の眼球の瞳孔中心線の水平面（ｘｙ平面）への射影像の成す角度をω₃としたとき、０＜ω₃を満足する。具体的には、
ω₃＝θ₃＝１５（度）
とした。尚、ω₁とω₃の関係は、
０（度）≦｜ω₁−ω₃｜≦１（度）
を満足している。

ところで、画像形成装置において、１画素の大きさが同じ程度である場合、大画面化を図るためには、画像形成装置を大型化することが有効である。両眼型の表示装置において、観察者１０の眼球１１の瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）が、画像形成装置４０Ｌ，４０Ｒの画像出射面４０’と直交するように配置したとき、画像形成装置の大型化に伴い、画像形成装置４０Ｌと画像形成装置４０Ｒとに重なりが生じてしまい、画像形成装置４０Ｌ，４０Ｒの配置が困難となる。この状態を、画像表示装置等を上方から眺めた概念図である図１Ａとして示す。そこで、レンズ群５２Ｌ，５２Ｒ、画像形成装置４０Ｌ，４０Ｒを傾ける配置が考えられる。この状態を、画像表示装置等を上方から眺めた概念図である図１Ｂとして示す。このような配置によって、人間の目に近い視野を得ることができ、全視野の拡大を図ることができる。しかしながら、このような配置では、観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）は、画像形成装置４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の画像出射面４０’と直交しておらず、観察者１０の眼球方向（ｘ軸方向）における画像表示装置の位置調整を行ったとき、観察される画像に歪みが生じてしまう（図１４Ｂ参照）。尚、図１Ａ、図１Ｂ、図２、後述する図３においては、反射鏡の図示は省略している。また、画像形成装置は、あたかも、垂直に配置されているように図示しているが、実際には、概ね水平に配置されている。

一方、実施例１の表示装置、画像表示装置にあっては、画像表示装置等を上方から眺めた概念図を図２に示すように、光学系５０の光軸の延長線が第１の法線と成す角度ω₁と、観察者１０の眼球の瞳孔中心線の延長線が第２の法線と成す角度ω₂とは、所定の関係を満足している。即ち、観察者１０の眼球１１の瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）は、画像形成装置４０の画像出射面４０’と概ね直交する。従って、観察者１０の眼球方向（ｘ軸方向）における画像表示装置の位置調整を行ったとき、観察者１０が観察する画像は、瞳孔中心線の延長線（目線前方光線）と概ね直交する方向に平行移動するだけなので、観察される画像に歪みが生じ難い。しかも、最も頻繁に配置される眼球の位置（目線前方）での解像度の向上を図ることができるので、被観察物の実際の見え方に近づくし、両眼による像が融像し易くなる。更には、画歪みの特性が、目線前方に対してフラットになるので、眼球を旋回したときの、左眼用画像表示装置における画歪みの特性と、右眼用画像表示装置における画歪みの特性との間に差異（以下、『画歪みの特性差』と呼ぶ場合がある）が発生し難い。また、図１４Ｂに示すように歪んだ画像となることが無いので、図１４Ｂに示すように歪んだ画像を補正するために入力される画像信号を補正することが不要である。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに、実施例１の表示装置、実施例２の表示装置及び従来の表示装置における右眼及び左眼が見る画像のｘ軸方向に沿った位置及び解像度を模式的に示す。尚、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃにおいて、「Ｌ」は、左眼が見る画像において最も高い解像度を得ることができるｘ軸上の位置を示し、「Ｒ」は、左眼が見る画像において最も高い解像度を得ることができるｘ軸上の位置を示す。ここで、従来の装置とは、
０（度）＝ω₁＜ω₂＝１５（度）
を満足する表示装置（図１Ｂ参照）であり、観察者の眼球方向（ｘ軸方向）における画像表示装置の位置調整（具体的には、観察者の眼球間距離に基づく、観察者の眼球方向における２つの画像表示装置の相対的な位置調整）を行ったときの位置調整が最適でない場合の例である。

従来の表示装置にあっては、ｘ軸方向に沿って、右眼で見える画像と左眼で見える画像とが分離しており、融像の結果、二重の像として認識される（図４Ｃ参照）。一方、実施例１の表示装置にあっては、ｘ軸方向に沿って、右眼で見える画像と左眼で見える画像と重なっており、融像の結果、１つの像として認識される（図４Ａ参照）。尚、後述する実施例２の表示装置にあっては、高い解像度を示すｘ軸方向の範囲が、実施例１の表示装置よりも一層広がっている。即ち、実施例２の表示装置にあっては、画歪みの特性が目線前方に対してより一層フラットになるので、眼球を旋回したときの画歪みの特性差がより一層発生し難い。

実施例１の表示装置において、画像形成装置４０は、具体的には、周知の構成、構造を有する液晶表示装置から構成されている。液晶表示装置は、第１基板、第２基板、第１基板と第２基板とによって挟まれた多数の発光部から構成されている。画像形成装置４０の画素数を１９２０×１０８０とした。各画像表示装置３０（３０Ｌ，３０Ｒ）における水平視野角（片眼視野角）を１００度、左眼用画像表示装置３０Ｌにおける水平視野と右眼用画像表示装置３０Ｒにおける水平視野の重なり（両眼視野角）を７０度、全水平視野角を１３０度とした。Ｘ方向に沿った各画像形成装置４０の表示領域の長さＬ_Xを１００ｍｍとした。また、垂直視野角を６０度とした。

また、Ｙ方向に沿って延びる画像形成装置４０の外周部から配線、具体的には、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）が外部に延びている。画像形成装置４０の外周部に設けられた接続部と配線とは、周知の方法に基づき接続すればよい。

観察者１０の頭部に装着されるフレーム２０は、プラスチックから作製されており、観察者１０の正面に配置されるフロント部２１と、フロント部の両端から延びるサイド部２２とから成る。サイド部２２の後端部には孔部２２Ａが設けられており、孔部２２Ａにベルトを通し、ベルトを観察者の頭部後部に巻くことで、フレーム２０を観察者１０の頭部に装着することができる。フロント部２１の上部から上方にアーム２３Ａが延び、アーム２３Ａの先端部には、観察者１０の額と接する額当て２３Ｂが取り付けられている。更には、フロント部２１にはノーズパッド部２４が配されている。また、フロント部２１の下端部には、保持部材２５の後部が取り付けられており、保持部材２５の前部には基部２６が取り付けられている。更には、基部２６の先端部には、後述する眼球／レンズ群間距離・調整装置８０が取り付けられており、眼球／レンズ群間距離・調整装置８０を構成する台座７１が、基部２６上に、前後方向に滑動自在に配置されている。左眼用画像表示装置３０Ｌを構成する光学系５０Ｌが筐体５３Ｌに格納されており、右眼用画像表示装置３０Ｒを構成する光学系５０Ｒが筐体５３Ｒに格納されている。筐体５３Ｌには左眼用画像表示装置３０Ｌが取り付けられており、筐体５３Ｒには右眼用画像表示装置３０Ｒが取り付けられている。筐体５３Ｌ及び筐体５３Ｒは台座７１に取り付けられている。次に述べるように、光学系５０Ｌと左眼用画像表示装置３０Ｌ、及び、光学系５０Ｒと右眼用画像表示装置３０Ｒは、それぞれ、独立して、台座７１の上に、左右方向に滑動自在に配置されている。尚、「前後方向」とは、眼球に対してレンズ群が接近し、あるいは離れる方向を意味し、「左右方向」とは、左眼用画像表示装置及び右眼用画像表示装置が相互に接近し、あるいは離れる方向を意味する。

光学系５０は、前述したとおり、反射鏡５１によって反射された画像が入射するレンズ群５２から成る。右眼用画像表示装置を構成する反射鏡５１Ｒ及びレンズ群５２Ｒは、筐体５３Ｒを介して台座７１に取り付けられており、基部２６上で左右方向に滑動することが可能である。同様に、左眼用画像表示装置を構成する反射鏡５１Ｌ及びレンズ群５２Ｌは、筐体５３Ｌを介して台座７１に取り付けられており、基部２６上で左右方向に滑動することが可能である。レンズ群５２（５２Ｒ，５２Ｌ）は観察者１０の眼球１１と反射鏡５１（５１Ｒ，５１Ｌ）との間に配置されており、画像形成装置４０は反射鏡５１の上方に配置されている。

レンズ群５２は、１群、３枚のレンズから成る。そして、第１番目のレンズ（観察者側のレンズ）は正のパワーを有する球面レンズであり、第２番目のレンズは負のパワーを有するメニスカスレンズであり、第３番目のレンズ（反射鏡側）は正のパワーを有する自由曲面レンズである。また、第２番目のレンズを構成する材料の屈折率は、第１番目のレンズ及び第３番目のレンズを構成する材料の屈折率よりも大きい。レンズ群５２の水平方向の長さを５０ｍｍ、垂直方向の長さを３０ｍｍとした。ここで、第１番目のレンズと観察者１０の眼球（瞳径：４ｍｍ）との間の距離を１２ｍｍとし、有効焦点距離を６６．１ｍｍ、後側焦点距離を７．１３ｍｍ、前側焦点距離を２６．５ｍｍとした。このようなレンズ構成により、単眼で、水平視野角１００度、垂直視野角６０度とすることが可能となる。

実施例１の表示装置にあっては、必須ではないが、左眼用画像表示装置３０Ｌと右眼用画像表示装置３０Ｒとの間の距離を調整する画像表示装置間距離・調整装置７０を更に備えている。画像表示装置間距離・調整装置７０は、具体的には、台座７１、台座７１の外側に位置する側面７２に取り付けられた送りネジ機構７３、筐体５３を下方から台座７１に滑動可能な保持力で固定するためのタップ穴７５Ａ、筐体５３に設けられたガイド溝７４Ｂ，７６Ｂ、基部２６に設けられたガイド溝７５Ｂ、台座７１に設けられ、ガイド溝７４Ｂ，７６Ｂと係合するピン７４Ａ，７６Ａから構成されている。尚、ガイド溝７４Ｂ，７５Ｂ，７６Ｂは左右方向に延びている。そして、送りネジ機構７３を回動させると、筐体５３（筐体５３Ｌあるいは筐体５３Ｒ）が基部２６に対して左右方向に移動する。筐体５３の移動は、ピン７４Ａ，タップ穴７５Ａ，ピン７６Ａとガイド溝７４Ｂ，７５Ｂ，７６Ｂとの係合によって、左右方向に確実に行われる。筐体５３Ｌ，５３Ｒの水平方向への移動距離を±５ｍｍとした。このように、画像表示装置間距離・調整装置７０を備えることで、眼球間距離が異なる観察者への対処が容易となる。送りネジ機構７３の代わりに、ラッチ機構と摘みとの組合せ、ラック・アンド・ピニオン機構を用いることもできる。筐体５３Ｒ，５３Ｌは、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄに示すよりも更に上方に延び、この上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分に、画像形成装置４０を支持した支持部材等が取り付けられているが、これらの図示は省略した。

また、実施例１の表示装置にあっては、必須ではないが、更に、観察者１０の眼球とレンズ群５２との間の距離を調整する眼球／レンズ群間距離・調整装置８０を備えている。眼球／レンズ群間距離・調整装置８０は、具体的には、レンズ群５２と観察者１０の眼球との間の距離を調整する。眼球／レンズ群間距離・調整装置８０は、より具体的には、基部２６の先端部に取り付けられた側壁８２、側壁８２に取り付けられた送りネジ機構８３、台座７１に設けられ、台座７１から下方に延びるキー２７Ａ、基部２６に設けられ、キー２７Ａと係合するガイド溝２７Ｂ、基部２６に対して台座７１を滑動可能なレベルで保持する締結部２７Ｃから構成されている。送りネジ機構８３を回動させると、台座７１が基部２６に対して前後方向に移動する。この台座７１の移動は、キー２７Ａとガイド溝２７Ｂとの係合によって、前後方向に確実に行われる。台座７１の前後方向への移動距離を±４ｍｍとした。このように、眼球／レンズ群間距離・調整装置８０を備えることで、眼球とレンズ群との間の距離が異なる観察者への対処が容易となり、簡素な構成、構造であるにも拘わらず、観察者の眼球とレンズ群との間の距離を適切、且つ、容易に調整、調節可能な表示装置を提供することができる。送りネジ機構８３の代わりに、ラッチ機構と摘みとの組合せ、ラック・アンド・ピニオン機構を用いることもできる。

実施例２は、実施例１の変形である。画像表示装置等を上方から眺めた概念図を図３に示すように、実施例２の表示装置あるいは画像表示装置は、反射鏡５１とレンズ群５２（あるいは光学系５０）との間に配置（挿入）された自由曲面を有する光学部材５４を更に有する。ここで、光学部材５４として、具体的には、プリズム状の部材を用いた。光学部材５４の光通過方向に沿った厚さは、水平方向（ｘｙ平面）、内側（観察者１０の鼻側）から外側に向かって変化している。具体的には、内側から外側に向かって薄くなっている。光学部材５４における自由曲面（ｘｚ面に沿った曲面）は、水平方向（ｘｙ平面）において、奇数次の曲面を有する構成とすることができる。具体的には、ｘの多項式において、ｘの１次項の係数は「０」、ｘの２次以上の項の係数は０でない係数である。また、曲面におけるｚの多項式において、ｚの奇数次項の係数は「０」、ｚの偶数項の係数は０でない係数である。そして、このように光学部材５４を挿入することで、画像形成装置４０の画像出射面４０’の種々の点から観察者１０の眼球１１までの光学距離（光路長）の変動を少なくすることができる結果、画像の歪みを一層少なくすることができるし、上下の視野の拡大を図ることができる。また、両眼による像がより一層融像し易くなるし、画歪みの特性が目線前方に対してフラットになるので、眼球を旋回したときの画歪みの特性差が一層発生し難い。尚、眼球の旋回状態をパラーメータとした一種の重み付けを行い、自由曲面の設計を行うことが好ましい。

あるいは又、反射鏡５１は自由曲面を有する形態とすることができるし、あるいは又、反射鏡５１は凹面を有する形態とすることができる。反射鏡をこれらの形態とすることでも、画像形成装置４０の画像出射面４０’の種々の点から観察者１０の眼球１１までの光学距離（光路長）の変動を少なくすることができる。尚、反射鏡５１は凹面を有する形態とすることで、視野周辺部に位置する光線を確実に観察者の眼球に到達させることが可能となり、視野拡大時に必要以上に画像表示装置を大型化する必要が無くなる。自由曲面を有する反射鏡５１と自由曲面を有する光学部材５４とを備えていてもよい。

実施例３は、実施例１〜実施例２の変形であり、本開示の第１の構成の表示装置に関する。観察者が実施例３の表示装置を装着したときの表示装置の要部の透視図を図８に示す。

実施例３の表示装置あるいは画像表示装置にあっては、左眼用画像表示装置３０Ｌに備えられた反射鏡５１の法線ＮＬ_Rと右眼用画像表示装置３０Ｒに備えられた反射鏡５１の法線ＮＬ_Lとは、反射鏡５１を基準として観察者１０とは反対側の空間で交わっている。更には、左眼用画像表示装置３０Ｌにおける反射鏡５１の法線ＮＬ_Lと右眼用画像表示装置３０における反射鏡５１の法線ＮＬ_Rとは、観察者１０の両方の眼球１１と無限遠方とを含む仮想平面（ｘｙ平面）よりも下方で交わっている。画像形成装置４０は、反射鏡５１の上方に配置されている。反射鏡５１の配置状態は、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示したとおりであり、実施例１にあっては、具体的には、画像形成装置４０の表示領域の長さＬ_Xを１００ｍｍ、
ω₁ ＝１５度
ω₂ ＝ ０度
θ₁ ＝４５度
θ₂ ＝１０度
θ₃＝ω₃＝１５度
とした。尚、実施例において、反射鏡光軸衝突点はｘｙ平面内に含まれている。このような設定条件では、左眼用画像表示装置３０Ｌを構成する画像形成装置４０と、右眼用画像表示装置３０Ｒを構成する画像形成装置４０との間に、約１５ｍｍの隙間が存在し、２つの画像形成装置を並置することができる。また、画像形成装置４０の表示領域の長さＬ_Xを１２６ｍｍ、
ω₁ ＝２５度
ω₂ ＝ ０度
θ₁ ＝４５度
θ₂ ＝１８度
θ₃＝ω₃＝２５度
とすれば、左眼用画像表示装置３０Ｌを構成する画像形成装置４０と、右眼用画像表示装置３０Ｒを構成する画像形成装置４０との間に、約１５ｍｍの隙間が存在し、２つの画像形成装置を並置することができる。そして、このような形態を採用することで、２つの画像形成装置４０を高い設計自由度にて容易に並置することができる。

もしも、
ω₁ ＝ ０度
ω₂ ＝ ０度
θ₁ ＝４５度
θ₂ ＝ ０度
θ₃＝ω₃＝ ０度
とした場合（図１Ａ参照）であって、Ｘ方向に沿った各画像形成装置４０の表示領域の長さＬ_Xを１００ｍｍ、観察者の左眼の瞳孔中心線と右眼の瞳孔中心線との間の距離を６５ｍｍとした場合、左眼用画像表示装置３０Ｌを構成する画像形成装置４０と、右眼用画像表示装置３０Ｒを構成する画像形成装置４０とは、約３５ｍｍ［＝５０＋５０−６５（ｍｍ）］、重なり合い、２つの画像形成装置を並置することができない。

実施例４は、実施例１〜実施例３の変形であり、本開示の第２の構成の表示装置に関する。実施例４の表示装置において、各画像表示装置３０は、更に、画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離を調整する画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０を備えている。

前述したとおり、上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分に、画像形成装置４０を支持した支持部材等が取り付けられている。画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０は、図１０Ａに示すように、例えば、調整装置ベース部材９１、支持部材６０に取り付けられたシャフト９２、調整装置ベース部材９１に取り付けられた送りネジ機構９５、送りネジ機構９５から延び、支持部材６０に取り付けられたシャフト９４から構成されている。支持部材６０は、ブッシュ９３を介して、シャフト９２を自在に滑動し、調整装置ベース部材９１との間の距離を自在に変化させることができる。そして、上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分に調整装置ベース部材９１が取り付けられている。送りネジ機構９５を回動させることで、シャフト９４が図面の上下方向に移動する結果、調整装置ベース部材９１と支持部材６０との間の距離の変更を行うことができるが、支持部材６０の図面の上下方向への移動は、ブッシュ９３を介したシャフト９２によって規制される。

あるいは又、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０は、図１０Ｂに示すように、例えば、ラッチ機構９６、ラッチ機構に嵌合するピン９７から構成されている。そして、ピン９７を図面左方向に移動させることで（図１０Ｂの矢印を参照）、ピン９７とラッチ機構９６の嵌合が解かれる。そして、支持部材６０を図面の上下方向へ移動させた後、ピン９７を図面右方向に移動させることで、ピン９７がラッチ機構９６に嵌合する。

このように、図１０Ａあるいは図１０Ｂに示す画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０を用いることで、画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離を、観察者の視力に合わせて調整・調節することができる。但し、図１０Ａあるいは図１０Ｂに示す画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０は例示であり、画像形成装置と光学系との間の距離を調整できる装置であれば、如何なる形式の装置とすることもできる。例えば、ブッシュ９３の代わりに、リニアガイドレールを用いることもできるし、直角に配置された２平面間での拘束機構とすることもできる。また、送りネジ機構９５やラッチ機構９６の代わりに、ラック・アンド・ピニオン機構を採用してもよい。

画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離は、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０に、画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離を検出する距離検出装置を配しておけばよい。距離検出装置は、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置９０の構成、構造に依存して、適切な装置とすればよく、具体的には、例えば、送りネジ機構９５の位置（角度）を検出する装置、ラッチ機構９６のどの位置にピン９７が位置するかを検出する装置とすればよい。

そして、実施例４の表示装置にあっては、画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離に応じて、画像形成装置４０からの画像全体の大きさを制御する表示制御装置（図示せず）を更に備えている。即ち、画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離が短くなるに従い、画像形成装置４０からの画像全体の大きさを小さくする。尚、画像全体の大きさの制御は、画像を画像形成装置４０において形成するために用いられる画像信号に対する各種信号処理を行うことで画像全体の大きさの拡大／縮小を行うといった、周知の制御方式とすればよい。画像形成装置４０と反射鏡５１との間の距離は上述した距離検出装置によって検出すればよい。

反射鏡５１に対する画像形成装置４０の移動量、画像全体の大きさとの関係を、即ち、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置によって画像形成装置と光学系との間の距離を調整する状態を概念的に図９に示す。観察者の視力が正常な場合（ディオプター値：０）の場合と比較して、観察者が近視の場合、画像形成装置と光学系との間の距離を短くする。このとき、図９に示すように、画像形成装置４０からの画像全体の大きさを小さくすればよい。ディオプター値、画像形成装置の移動量、画像全体の大きさ（絵だしサイズ）の関係を、以下の表２に示す。

［表２］
ディオプター値 移動量 絵だしサイズ
−３ −９．４ｍｍ ９５．５ｍｍ
−２ −６．３ｍｍ ９７．８ｍｍ
−１ −３．１ｍｍ １００．３ｍｍ
０ ０ １０３．４ｍｍ
１ ＋３．１ｍｍ １０６．７ｍｍ
２ ＋６．３ｍｍ １１０．０ｍｍ
３ ＋９．４ｍｍ １１３．８ｍｍ

上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分への画像形成装置４０（より具体的には、支持部材６０）の取り付け時、支持部材６０の取り付けの微調整が必要な場合がある。尚、このような微調整は、通常、表示装置の組立時に必要とされる。そして、このような場合には、画像形成装置４０の所定の点（画像形成装置光軸衝突点）を通り、Ｘ方向に平行な軸をＸ軸、画像形成装置４０の所定の点（画像形成装置光軸衝突点）を通り、Ｙ方向に平行な軸をＹ軸としたとき、画像表示装置３０を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の内の少なくとも１つの軸を中心に画像形成装置４０を回動させる回動装置が備えられていればよい。回動装置として、筐体５３Ｒ，５３Ｌに取り付けられた押しネジ及び引きネジの組合せを例示することができ、押しネジ及び引きネジを微調整することで、上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分への支持部材６０の取り付けの微調整を行うことができる。例えば、Ｘ軸を中心に画像形成装置４０を４０ミリラジアン回動させればよいし、Ｙ軸を中心に画像形成装置４０を４０ミリラジアン回動させればよいし、Ｚ軸を中心に画像形成装置４０を４０ミリラジアン回動させればよい。また、上方に延びた筐体５３Ｒ，５３Ｌの部分にガイド溝を設けておき、支持部材６０に送りネジ機構を設けておけば、即ち、ガイド溝と送りネジ機構から成る移動装置を設けておけば、反射鏡５１に対して画像形成装置４０をＸ方向に沿って移動させることができる。

実施例４の表示装置にあっては、画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置が備えられているので、簡素な構成、構造であるにも拘わらず、観察者に依存した観察者の視力の相違に適切、且つ、容易に対応が可能な表示装置を提供することができる。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置、画像表示装置、画像形成装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。実施例において説明した画像形成装置及び画像形成装置を支持する支持部材との組合せによって、プロジェクタを構成することもできる。また、反射鏡の代わりに、半透過鏡（部分反射鏡、部分透過ミラー、半透過ミラー、ハーフミラーとも呼ばれる）を用いることもできる。

表示装置は歪み補正装置を備えており、歪み補正装置は、入力される画像信号を補正し、以て、観察される画像の歪みを補正する形態とすることもできる。表示装置において、画像信号に対する歪み補正（表示位置の補正）の有無によって、観察される画像がどのようになるかを説明するための概念図を、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ及び図１３Ｄに示す。画像の歪みを補正しない場合、画像形成装置に表示される画像（図１３Ｃ参照）は、最終的に、観察者１０によって、図１３Ｄの状態で観察される。即ち、観察者１０によって観察される画像には樽型歪みが生じる。一方、画像の歪みを補正した場合、画像形成装置に表示される画像（図１３Ａ参照）は、最終的に、観察者１０によって、図１３Ｂの状態の観察される。即ち、観察者１０によって観察される画像には樽型歪みが生じるが、画像形成装置に表示される画像（図１３Ａ参照）に対して、そもそも、糸巻き型歪みを与えているので、最終的に、観察者１０は、歪みの無い画像（図１３Ｂ参照）を観察することができる。歪み補正装置は、歪み補正係数テーブルを備えている。歪み補正係数テーブルには、出力される画像信号の画像形成装置における位置（Ｘ_Out，Ｙ_Out）と、この位置（Ｘ_Out，Ｙ_Out）に対する位置補正量（ΔＸ_Out，ΔＹ_Out）との関係がテーブル化されている。そして、画像形成装置上の位置と出力される画像信号との対応関係を、歪み補正装置は求める。次いで、歪み補正装置は、求められた画像形成装置における位置（Ｘ_Out，Ｙ_{O ut}）から、歪み補正係数テーブルを参照して、位置（Ｘ_Out，Ｙ_Out）に対する位置補正量（ΔＸ_Out，ΔＹ_Out）を求める。そして、入力された画像信号から、補正された位置（Ｘ _Out＋ΔＸ_Out，Ｙ_Out＋ΔＹ_Out）に対応する画像信号の値を抽出あるいは補間等によって計算し、それを画像形成装置における位置（Ｘ_Out，Ｙ_Out）の値として表示する。位置補正量（ΔＸ_Out，ΔＹ_Out）は、各種のシミュレーション、実験等によって求めておけばよい。そして、歪み補正装置は、入力される画像信号を補正し、以て、観察される画像の歪みを補正する。歪み補正装置は、補正すべき入力される画像信号に対して樽型歪み又は糸巻き型歪みを与えるように、入力される画像信号を補正する。即ち、画像形成装置４０において、樽型歪み又は糸巻き型歪みが生じた状態で画像が表示される。歪み補正装置は、具体的には、入力される画像信号の内、少なくとも画像形成装置４０の両端及びその近傍に位置する部分に対応する画像信号を補正し、以て、少なくとも画像形成装置４０の両端及びその近傍に位置する部分における画像の歪みを補正する。より具体的には、画像形成装置４０の両端及びその近傍に位置する部分に対応する画像信号を補正する。ここで、歪み補正装置、それ自体は、周知の回路構成とすることができ、表示装置の動作を制御する制御装置（図示せず）に含まれている。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《画像表示装置》
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置からの画像を観察者の眼球に導く光学系、
を備えており、
光学系の光軸の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点、
画像形成装置・第１衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第１の法線、
観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点、
画像形成装置・第２衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第２の法線、
とし、
光学系の光軸の延長線が第１の法線と成す角度をω₁、観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線が第２の法線と成す角度をω₂としたとき、
０（度）≦ω₂＜ω₁
を満足する画像表示装置。
［Ａ０２］０（度）≦ω₂≦１（度）である［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ０３］画像形成装置からの画像を反射する反射鏡を更に備えており、
光学系は、観察者の眼球と反射鏡との間に配置され、反射鏡によって反射された画像が入射するレンズ群から成り、
レンズ群の光軸が光学系の光軸に相当する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の画像表示装置。
［Ａ０４］反射鏡とレンズ群との間に配置された自由曲面を有する光学部材を更に有する［Ａ０３］に記載の画像表示装置。
［Ａ０５］光学部材の光通過方向に沿った厚さは、水平方向、内側から外側に向かって変化する［Ａ０４］に記載の画像表示装置。
［Ａ０６］光学部材における自由曲面は、水平方向において、奇数次の曲面を有する［Ａ０５］に記載の画像表示装置。
［Ａ０７］反射鏡は自由曲面を有する［Ａ０３］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ａ０８］反射鏡は凹面を有する［Ａ０３］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ａ０９］光学系の光軸が観察者と対向するレンズ群の面と交わる点は、観察者の眼球の瞳孔中心線よりも外側に位置する［Ａ０３］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ａ１０］光学系の光軸の水平面への射影像と、観察者の眼球の瞳孔中心線の水平面への射影像の成す角度をω₃としたとき、０＜ω₃を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ｂ０１］《表示装置》
（イ）フレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置からの画像を観察者の眼球に導く光学系、
を備えており、
光学系の光軸の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点、
画像形成装置・第１衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第１の法線、
観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点、
画像形成装置・第２衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第２の法線、
とし、
光学系の光軸の延長線が第１の法線と成す角度をω₁、観察者の眼球の瞳孔中心線の延長線が第２の法線と成す角度をω₂としたとき、
０（度）≦ω₂＜ω₁
を満足する表示装置。
［Ｂ０２］０（度）≦ω₂≦１（度）である［Ｂ０１］に記載の表示装置。
［Ｂ０３］画像表示装置は、画像形成装置からの画像を反射する反射鏡を更に備えており、
光学系は、観察者の眼球と反射鏡との間に配置され、反射鏡によって反射された画像が入射するレンズ群から成り、
レンズ群の光軸が光学系の光軸に相当する［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の表示装置。
［Ｂ０４］画像表示装置は、反射鏡とレンズ群との間に配置された自由曲面を有する光学部材を更に有する［Ｂ０３］に記載の表示装置。
［Ｂ０５］光学部材の光通過方向に沿った厚さは、水平方向、内側から外側に向かって変化する［Ｂ０４］に記載の表示装置。
［Ｂ０６］光学部材における自由曲面は、水平方向において、奇数次の曲面を有する［Ｂ０５］に記載の表示装置。
［Ｂ０７］反射鏡は自由曲面を有する［Ｂ０３］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｂ０８］反射鏡は凹面を有する［Ｂ０３］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｂ０９］光学系の光軸が観察者と対向するレンズ群の面と交わる点は、観察者の眼球の瞳孔中心線よりも外側に位置する［Ｂ０３］乃至［Ｂ０８］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｂ１０］光学系の光軸の水平面への射影像と、観察者の眼球の瞳孔中心線の水平面への射影像の成す角度をω₃としたとき、０＜ω₃を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０９］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｃ０１］《表示装置》
フレームに取り付けられた左眼用画像表示装置及び右眼用画像表示装置を備えており、
左眼用画像表示装置の光学系を構成する反射鏡の法線と右眼用画像表示装置の光学系を構成する反射鏡の法線とは、反射鏡を基準として観察者とは反対側の空間で交わっている［Ｂ０１乃至「Ｂ１０］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｃ０２］左眼用画像表示装置の光学系を構成する反射鏡の法線と右眼用画像表示装置の光学系を構成する反射鏡の法線とは、観察者の両方の眼球と無限遠方とを含む仮想平面よりも下方で交わっている［Ｃ０１］に記載の表示装置。
［Ｃ０３］観察者の両方の眼球と無限遠方とを含む仮想平面をｘｙ平面とし、観察者の両方の眼球を結ぶ直線をｘ軸、観察者の右眼の瞳孔中心線をｙ軸、右眼用画像表示装置の光学系を構成するレンズ群の光軸が反射鏡と衝突する反射鏡の点を右眼用反射鏡光軸衝突点とし、右眼用画像表示装置の光学系を構成する反射鏡がｘｚ平面と平行に配置されていると想定し、更には、右眼用反射鏡光軸衝突点を通りｘｙ平面と平行な反射鏡上の軸線をζ軸、右眼用反射鏡光軸衝突点を通りζ軸と直交する反射鏡上の軸線をη軸としたとき、
右眼用画像表示装置の光学系を構成する平面鏡は、ζ軸を中心に角度θ₁＝４５度±５度、回転した状態であって、平面鏡の上方が観察者から離れる方向に回転した状態で配置されており、且つ、η軸を中心に角度θ₂＝７度乃至２１度、回転した状態であって、平面鏡の右端が観察者から離れる方向に回転した状態で配置されており、
左眼用画像表示装置の画像形成装置及び光学系は、右眼用画像表示装置の画像形成装置及び光学系と、観察者の両方の眼球を結ぶ線分の中点を通りｙｚ平面と平行な仮想平面に対して、鏡面対称に配置されている［Ｃ０２］に記載の表示装置。
［Ｃ０４］画像形成装置は、反射鏡の上方に配置されている［Ｃ０３］に記載の表示装置。
［Ｄ０１］画像表示装置は、画像形成装置を支持する支持部材を更に備えており、
画像形成装置を支持する支持部材の支持面は、Ｘ方向、又は、Ｙ方向、又は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って湾曲しており、以て、画像形成装置は湾曲している［Ａ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｄ０２］支持部材の支持面のＸ方向に沿った湾曲の度合いは、Ｙ方向に沿った湾曲の度合いよりも大きい［Ｄ０１］に記載の表示装置。
［Ｄ０３］支持部材は押さえ部材を備えており、
画像形成装置の外形は矩形形状であり、
Ｘ方向に沿って延びる画像形成装置の外周部は、押さえ部材によって支持部材に対して固定されている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の表示装置。
［Ｄ０４］画像形成装置の外形は矩形形状であり、
Ｘ方向に沿って延びる画像形成装置の外周部は、支持部材によって挟まれている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の表示装置。
［Ｄ０５］画像表示装置は、画像形成装置と反射鏡との間の距離を調整する画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置を備えている［Ｂ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｄ０６］画像形成装置と反射鏡との間の距離に応じて、画像形成装置からの画像全体の大きさを制御する表示制御装置を更に備えている［Ｄ０５］に記載の表示装置。
［Ｄ０７］画像表示装置は、レンズ群と観察者の眼球との間の距離を調整する眼球／レンズ群間距離・調整装置を備えている［Ｂ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｄ０８］画像形成装置の所定の点を通り、Ｘ方向に平行な軸をＸ軸、画像形成装置の所定の点を通り、Ｙ方向に平行な軸をＹ軸としたとき、画像表示装置は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の内の少なくとも１つの軸を中心に画像形成装置を回動させる回動装置を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｄ０７］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｄ０９］反射鏡に対して画像形成装置をＸ方向に沿って移動させる移動装置を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｄ０８］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｄ１０］フレームに取り付けられた左眼用画像表示装置及び右眼用画像表示装置を備えており、
左眼用画像表示装置と右眼用画像表示装置との間の距離を調整する画像表示装置間距離・調整装置を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｄ０９］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｅ０１］画像形成装置の外形は矩形形状であり、
Ｙ方向に沿って延びる画像形成装置の外周部から配線が外部に延びている［Ｂ０１］乃至［Ｄ１０］のいずれか１項に記載の表示装置。

１０・・・観察者、１１，１１Ｌ，１１Ｒ・・・観察者の眼球、２０・・・フレーム、２１・・・フロント部、２２・・・サイド部、２２Ａ・・・孔部、２３Ａ・・・アーム、２３Ｂ・・・額当て、２４・・・ノーズパッド部、２５・・・保持部材、２６・・・基部、２７Ａ・・・キー、２７Ｂ・・・ガイド溝、２７Ｃ・・・締結部、３０，３０Ｒ，３０Ｌ・・・画像表示装置、４０，４０Ｌ，４０Ｒ・・・画像形成装置、５０,５０Ｌ，５０Ｒ・・・光学系、５１，５１Ｒ，５１Ｌ・・・反射鏡、５２，５２Ｒ，５２Ｌ・・・レンズ群、５３Ｒ，５３Ｌ・・・筐体、５４・・・光学部材、６０・・・支持部材、７０・・・画像表示装置間距離・調整装置、７１・・・台座、７２・・・台座の外側に位置する側面、７３・・・送りネジ機構、７４Ａ，７６Ａ・・・ピン、７５Ａ・・・タップ穴、７４Ｂ，７５Ｂ，７６Ｂ・・・ガイド溝、８０・・・眼球／レンズ群間距離・調整装置、８２・・・側壁、８３・・・送りネジ機構、９０・・・画像形成装置／反射鏡間距離・調整装置、９１・・・調整装置ベース部材、９２，９４・・・シャフト、９３・・・ブッシュ、９５・・・送りネジ機構、９６・・・ラッチ機構、９７・・・ラッチ機構に嵌合するピン

Claims (10)

1. （Ａ）画像形成装置、及び、
   （Ｂ）画像形成装置からの画像を観察者の眼球に導く光学系、
   を備えており、
   光学系の光軸が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点、
   画像形成装置・第１衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第１の法線、
   観察者の左右眼球の旋回中心を結ぶ直線の垂直二等分線に平行な眼球の旋回中心を通る直線である瞳孔中心線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点、
   画像形成装置・第２衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第２の法線、
   とし、
   光学系の光軸が第１の法線と成す角度をω₁、瞳孔中心線が第２の法線と成す角度をω₂としたとき、
   ０（度）≦ω₂＜ω₁
   を満足し、
   光学系の光軸が観察者と対向するレンズ群の面と交わる点は、瞳孔中心線よりも外側に位置する画像表示装置。
2. ０（度）≦ω₂≦１（度）である請求項１に記載の画像表示装置。
3. 光学系の光軸の水平面への射影像と、瞳孔中心線の水平面への射影像の成す角度をω₃としたとき、０＜ω₃を満足する請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 画像形成装置からの画像を反射する反射鏡を更に備えており、
   光学系は、観察者の眼球と反射鏡との間に配置され、反射鏡によって反射された画像が入射するレンズ群から成り、
   レンズ群の光軸が光学系の光軸に相当する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 反射鏡とレンズ群との間に配置された自由曲面を有する光学部材を更に有し、
   光学部材は、レンズ状の部材あるいはプリズム状の部材から成る請求項４に記載の画像表示装置。
6. 光学部材の光通過方向に沿った厚さは、水平方向、内側から外側に向かって変化する請求項５に記載の画像表示装置。
7. 光学部材における自由曲面は、水平方向において、奇数次の曲面を有する請求項６に記載の画像表示装置。
8. 反射鏡は自由曲面を有する請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 反射鏡は凹面を有する請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. （イ）フレーム、及び、
    （ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、
    （Ａ）画像形成装置、及び、
    （Ｂ）画像形成装置からの画像を観察者の眼球に導く光学系、
    を備えており、
    光学系の光軸が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第１衝突点、
    画像形成装置・第１衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第１の法線、
    観察者の左右眼球の旋回中心を結ぶ直線の垂直二等分線に平行な眼球の旋回中心を通る直線である瞳孔中心線が画像形成装置の画像出射面と交わる点を、画像形成装置・第２衝突点、
    画像形成装置・第２衝突点を通過する画像形成装置の画像出射面における法線を、第２の法線、
    とし、
    光学系の光軸が第１の法線と成す角度をω₁、瞳孔中心線が第２の法線と成す角度をω₂としたとき、
    ０（度）≦ω₂＜ω₁
    を満足し、
    光学系の光軸が観察者と対向するレンズ群の面と交わる点は、瞳孔中心線よりも外側に位置する表示装置。