JP7355630B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に空間の奥行方向に複数の画像を重ね合わせて結像させる画像表示装置に関する。

従来から、車両内に各種情報を表示する装置として、アイコンを点灯表示する計器盤が用いられている。また、表示する情報量の増加とともに、計器盤に画像表示装置を埋め込むことや、計器盤全体を画像表示装置で構成することも提案されている。

しかし、計器盤は車両のフロントガラスより下方に位置しているため、計器盤に表示された情報を運転者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があるため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転者が車両の前方を視認したときに情報を読み取れるようにするヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このようなＨＵＤでは、フロントガラスの広い範囲に画像を投影するための光学装置が必要であり、光学装置の小型化および軽量化が望まれている。

一方で、小型の光学装置を用いて光を投影する画像表示装置としては、メガネ形状をしたヘッドマウント型のＨＵＤが知られている（例えば、特許文献２を参照）。ヘッドマウント型のＨＵＤでは、光源から照射された光を視聴者の眼に直接照射して、視聴者の網膜に画像を投影している。

特開２０１８－１１８６６９号公報 特表２０１８－５２８４４６号公報

しかし、従来のヘッドマウント型ＨＵＤでは、複数の画像を奥行方向に重ねて結像させるためには、複数の光源から結像位置の間にビームスプリッタまたはハーフミラーを配置し、光源からの光を分岐および重ね合わせる必要があるが、一方で空間に結像される画像の光量が低下し、視認性が悪化するという問題があった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、第１画像を照射する第１画像投影部と、第２画像を照射する第２画像投影部と、前記第１画像投影部が照射した光の一部を第１方向に反射するとともに、残りの光を第２方向に透過し、前記第２画像投影部が照射した光の一部を前記第１方向に反射するとともに、残りの光を前記第２方向に透過するビームスプリッタと、前記第１方向に進行した光を前記ビームスプリッタに再帰反射させる第１再帰反射部と、前記第２方向に進行した光を前記ビームスプリッタに再帰反射させる第２再帰反射部とを備え、前記ビームスプリッタは、前記第１再帰反射部で反射された光を第３方向に透過し、前記第２再帰反射部で反射された光を前記第３方向に反射し、前記第３方向に進行した光を空間上に結像させる結像光学部を備え、前記結像光学部は、前記第１画像投影部および前記第２画像投影部が照射する光の波長を選択的に反射するダイクロイックミラーであることを特徴とする。

このような本発明の画像表示装置では、ビームスプリッタで反射された光と透過した光をそれぞれ第１再帰反射部および第２再帰反射部で再帰反射させ、第３方向に進行させて結像光学部で結像させるため、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能となる。

また本発明の一態様では、前記第１画像の結像位置と、前記第２画像の結像位置が異なっている。

また本発明の一態様では、第３画像を前記空間上に結像させる第３画像投影部を備え、
前記第１画像、前記第２画像および前記第３画像を結像させる光が、同一の視野範囲に入射する。

また本発明の一態様では、前記第１画像投影部と前記ビームスプリッタの相対位置を変化させる第１駆動部を備える。

また本発明の一態様では、前記第２画像投影部と前記ビームスプリッタの相対位置を変化させる第２駆動部を備える。

本発明では、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能な画像表示装置を提供することができる。

第１実施形態に係る画像表示装置１００の構成を示す模式図である。 再帰反射部による光量低下抑制を説明する図であり、図２（ａ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いない比較例の場合を示し、図２（ｂ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いる画像表示装置１１０の場合を示している。 図２に示した構成による観測結果を示す図であり、図３（ａ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いない場合の画像であり、図３（ｂ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いた場合の画像を示し、図３（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。 第２実施形態に係る画像表示装置１２０の構成を示す模式図である。 図４に示した構成による観測結果を示す図であり、図５（ａ）は第１画像投影部Ｓ１から第１画像Ａ１のみを投影した場合の画像であり、図５（ｂ）は第１画像投影部Ｓ１と第２画像投影部Ｓ２からそれぞれ第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を投影した場合の画像を示し、図５（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。 第３実施形態に係る画像表示装置１３０の構成を示す模式図である。 図６に示した構成による観測結果を示す図であり、図７（ａ）は第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を重ね合わせて投影した場合の画像であり、図７（ｂ）は第１画像Ａ１の位置を変化させた場合の画像を示し、図７（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。 第４実施形態に係る画像表示装置１４０の構成を示す模式図である。 図８に示した構成による観測結果を示す図であり、図９（ａ）は第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を重ね合わせて投影した場合の画像であり、図９（ｂ）は第２画像Ａ２の位置を変化させた場合の画像を示し、図９（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係る画像表示装置１００の構成を示す模式図である。図１に示すように画像表示装置１００は、ビームスプリッタＢＳ１と、再帰反射部ＲＲ１，ＲＲ２と、ビームスプリッタＢＳ２と、ダイクロイックミラーＤＭと、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２と、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを備えている。

図１に示した画像表示装置１００では、視聴者は、第１画像投影部Ｓ１、第２画像投影部Ｓ２およびヘッドマウントディスプレイＨＭＤから投影された第１画像Ａ１、第２画像Ａ２、第３画像Ｈを奥行方向に異なる距離に視認する。図１においては、第１画像Ａ１、第２画像Ａ２、第３画像Ｈが並ぶ方向を奥行方向とし、奥行方向に直交する上下方向を垂直方向とし、奥行方向と垂直方向に直交する方向を横方向とする。

ビームスプリッタＢＳ１は、入射した光の一部を透過するとともに一部を反射する部材であり、表面に反射率を調整する膜が形成された部分反射板を用いることができる。ビームスプリッタＢＳ１は垂直方向と奥行方向に対して４５度の角度となるように配置されている。また、第１画像投影部Ｓ１および第２画像投影部Ｓ２から照射される光の光軸に対しても４５度傾斜して配置されている。

再帰反射部ＲＲ１，ＲＲ２は、入射した光を入射方向に対して集光性を保ったまま反射させる光学部材であり、反射膜の表面側に微小なガラスビーズを敷き詰めた構造やプリズムを用いた構造の再帰反射部を用いることができる。再帰反射部ＲＲ１は、ビームスプリッタＢＳ２の下方に配置され、主面が水平方向とされている。再帰反射部ＲＲ２は、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２と並んで奥行方向に配置され、主面が垂直方向とされている。

ビームスプリッタＢＳ２は、入射した光の一部を透過するとともに一部を反射する部材であり、表面に反射率を調整する膜が形成された部分反射板を用いることができる。ビームスプリッタＢＳ２は垂直方向と奥行方向に対して４５度の角度となるように傾斜して配置されている。また、第１画像投影部Ｓ１および第２画像投影部Ｓ２から照射される光の光軸に対しても４５度傾斜して配置されている。さらに、ビームスプリッタＢＳ２とビームスプリッタＢＳ１の傾斜方向は互いに反対であり、９０度の角度で交差するように対向して配置されている。

ここでは、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２での光の透過率と反射率は任意のバランスを選択することができるが、例えば透過率を５０％として反射率を５０％とする。また、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２の傾斜角度として４５度と直交の例を示したが、第１画像投影部Ｓ１および第２画像投影部Ｓ２からの光照射方向と画像の結像位置との関係から適切な角度を用いることができる。

ダイクロイックミラーＤＭは、特定波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学部材である。ダイクロイックミラーＤＭは、再帰反射部ＲＲ１、ビームスプリッタＢＳ２の上方に配置されており、奥行方向に４５度の角度となるように傾斜して配置されている。図１に示した例では、ダイクロイックミラーＤＭは、第１画像投影部Ｓ１および第２画像投影部Ｓ２から照射される光の波長を反射し、その他の可視光を透過するものを用いる。後述するように、ダイクロイックミラーＤＭで反射された光によって、第１画像Ａ１と第２画像Ａ２が空間上で結像されるので、ダイクロイックミラーＤＭは本発明における結像光学部を構成している。

また、図１では省略しているが、ビームスプリッタＢＳ２とダイクロイックミラーＤＭとの間に結像光学系の一部として結像レンズを配置するとしてもよい。結像レンズは、ビームスプリッタＢＳ２を透過してきた光を空間上の所定位置に結像させるための光学部材であり、複数のレンズ群を用いてもよい。

ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、第３画像Ｈを空間上に結像させる画像投影部であり、本発明における第３画像投影部に相当している。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤの具体的構成は限定されず、導光板と回折格子を用いるものや、導光板と光学素子を用いるもの等、公知の構成を用いることができる。

第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２と、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、それぞれ画像を構成する光を照射する装置であり、それぞれ視聴者の目から所定距離に対して画像を投影する。第１画像投影部Ｓ１は、ビームスプリッタＢＳ１の下方に配置され、ビームスプリッタＢＳ１の他方の面（ビームスプリッタＢＳ２と対向する面）に対して垂直方向に光を照射する。第２画像投影部Ｓ２は、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２および再帰反射部ＲＲ２と並んで横方向に配置され、ビームスプリッタＢＳ１の一方の面（ビームスプリッタＢＳ２とは反対側の面）に対して横方向に光を照射する。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、視聴者の目とダイクロイックミラーＤＭの間に配置される。

第１画像投影部Ｓ１、第２画像投影部Ｓ２の構成は限定されず、バックライトを備えた液晶表示装置、自発光の有機ＥＬ表示装置、光源と変調素子を用いたプロジェクター装置等を用いることができる。第１画像投影部Ｓ１、第２画像投影部Ｓ２およびヘッドマウントディスプレイＨＭＤが投影する画像は、静止画でも動画であってもよく、それぞれの投影する画像が同一であっても異なっていてもよい。また、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２と、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤのそれぞれにレンズ等の光学部材を含ませてもよい。

図１において、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２と、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤのそれぞれから描かれた二点鎖線、破線および一点鎖線は、各々が照射する画像の投影光の経路を示している。

図１に示したように、第１画像投影部Ｓ１から照射された光は、ビームスプリッタＢＳ１で反射された後にビームスプリッタＢＳ２に入射して反射され、再帰反射部ＲＲ１で再反射されてビームスプリッタＢＳ２に再入射する。ビームスプリッタＢＳ２に再入射した光は、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、ダイクロイックミラーＤＭで反射されて第１距離に第１画像Ａ１として結像される。第１画像Ａ１として結像された光は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを透過して視聴者の目に到達する。したがって、視聴者は奥行方向における第１距離の空中に第１画像Ａ１を視認する。

また、第２画像投影部Ｓ２から照射された光は、ビームスプリッタＢＳ１を透過した後にビームスプリッタＢＳ２に入射して反射され、再帰反射部ＲＲ１で再反射されてビームスプリッタＢＳ２に再入射する。ビームスプリッタＢＳ２に再入射した光は、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、ダイクロイックミラーＤＭで反射されて第２距離に第２画像Ａ２として結像される。第２画像Ａ２として結像された光は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを透過して視聴者の目に到達する。したがって、視聴者は奥行方向における第２距離の空中に第２画像Ａ２を視認する。

また、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤから照射された光は、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤが備える光学系によって決まる第３距離に結像される光路で視聴者の目に到達する。したがって、視聴者は奥行方向における第３距離の空中に第３画像Ｈを視認する。

上述したように視聴者は、第１画像Ａ１、第２画像Ａ２および第３画像Ｈを結像させる光が、同一の視聴者における視野範囲に入射し、奥行方向に異なる位置である第１距離、第２距離および第３距離に、第１画像Ａ１、第２画像Ａ２および第３画像Ｈを視認できる。同時に、視聴者はダイクロイックミラーＤＭおよびヘッドマウントディスプレイＨＭＤを透過して目に到達する背景を視認できる。したがって、視聴者は背景に第１画像Ａ１、第２画像Ａ２および第３画像Ｈを重ね合わせたエアリアルイメージを視認することになる。

次に、図２を用いて本実施形態の変形例における光量低下の抑制について説明する。図２は、再帰反射部による光量低下抑制を説明する図であり、図２（ａ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いない比較例の場合を示し、図２（ｂ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いる画像表示装置１１０の場合を示している。

図２（ａ）に示したように、第２再帰反射部ＲＲ２を用いず、第１再帰反射部ＲＲ１だけを用いる場合には、第１画像Ａ１として結像される光は、第１画像投影部Ｓ１からビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２で反射された後に再帰反射部ＲＲ１で再帰反射され、ビームスプリッタＢＳ２を透過してダイクロイックミラーＤＭに到達した光のみである。したがって、ビームスプリッタＢＳ１からビームスプリッタＢＳ２に到達した光のうち、ビームスプリッタＢＳ２を透過した光は第１画像Ａ１の結像には用いられない。

それに対して、図２（ｂ）に示したように、第１再帰反射部ＲＲ１と第２再帰反射部ＲＲ２を用いる場合には、第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射された光もビームスプリッタＢＳ２で反射されてダイクロイックミラーＤＭに到達して、第１画像Ａ１として結像される。したがって、ビームスプリッタＢＳ１からビームスプリッタＢＳ２に到達した光は、ビームスプリッタＢＳ２を透過した光と反射した光が第１画像Ａ１の結像に用いられるため、光量の低下が抑制される。

このとき、第１再帰反射部ＲＲ１で再帰反射された光と、第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射された光は、ビームスプリッタＢＳ２で分岐された同一内容の画像であり、互いに重ね合わされてダイクロイックミラーＤＭに到達する必要がある。したがって、第１再帰反射部ＲＲ１と第２再帰反射部ＲＲ２の光学的な特性が同一である場合には、第１再帰反射部ＲＲ１と第２再帰反射部ＲＲ２からビームスプリッタＢＳ２の距離を等しくすることが好ましい。

図３は、図２に示した構成による観測結果を示す図であり、図３（ａ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いない場合の画像であり、図３（ｂ）は第２再帰反射部ＲＲ２を用いた場合の画像を示し、図３（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。図３（ａ）（ｂ）は、それぞれ視聴者の視点位置から奥行方向を撮像した画像であり、図３（ｃ）は撮像した画像の光強度を縦軸に示している。図３（ｃ）において黒でプロットしたグラフは図３（ａ）の結果であり、灰色でプロットしたグラフは図３（ｂ）の結果である。

図３（ａ）～図３（ｃ）に示したように、空間に結像された第１画像Ａ１は、第１再帰反射部ＲＲ１のみを用いた（ａ）よりも、第１再帰反射部ＲＲ１と第２再帰反射部ＲＲ２を用いた（ｂ）で光強度が２倍程度強くなっている。したがって、ビームスプリッタＢＳ２を透過した光と反射した光が第１画像Ａ１の結像に用いられるため、光量の低下が抑制されていることが確認できる。図２、図３では、第１画像投影部Ｓ１からの投影する第１画像Ａ１について説明したが、同様に、第２画像投影部Ｓ２から投影する第２画像Ａ２についても光量低下を抑制できる。

上述したように、本実施形態の画像表示装置１００，１１０では、ビームスプリッタＢＳ２で反射された光と透過した光をそれぞれ第１再帰反射部ＲＲ１および第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射させ、ダイクロイックミラーＤＭの方向に進行させて結像させるため、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４および図５を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図４は、本実施形態に係る画像表示装置１２０の構成を示す模式図である。本実施形態の画像表示装置１２０は、ビームスプリッタＢＳ１と、再帰反射部ＲＲ１，ＲＲ２と、ビームスプリッタＢＳ２と、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２を備えている。第１実施形態で説明したように、第１画像Ａ１および第２画像Ａ２は、第１再帰反射部ＲＲ１および第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射された光が重ね合わされたものであり、画像の光量低下は抑制されて空間上に結像される。

図５は、図４に示した構成による観測結果を示す図であり、図５（ａ）は第１画像投影部Ｓ１から第１画像Ａ１のみを投影した場合の画像であり、図５（ｂ）は第１画像投影部Ｓ１と第２画像投影部Ｓ２からそれぞれ第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を投影した場合の画像を示し、図５（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。図５（ｃ）において灰色でプロットしたグラフは図５（ａ）の結果であり、黒でプロットしたグラフは図５（ｂ）の結果である。

図５（ａ）に示したように、第１画像投影部Ｓ１のみを用いると、空間上には第１画像Ａ１のみが結像される。また図５（ｂ）に示したように、第１画像投影部Ｓ１と第２画像投影部Ｓ２を用いることで、第１画像Ａ１と第２画像Ａ２が空間上に重ね合わせて結像されていることが確認できる。ここでは第１画像Ａ１が第２画像Ａ２よりも広い領域に結像された例を示したが、画像の大小関係や重なり度合いは限定されない。

本実施形態の画像表示装置１２０でも、ビームスプリッタＢＳ２で反射された光と透過した光をそれぞれ第１再帰反射部ＲＲ１および第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射させ、ダイクロイックミラーＤＭの方向に進行させて結像させるため、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能となる。また、複数の画像である第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を奥行方向で異なる位置に結像させて重ね合わせることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６および図７を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図６は、実施形態に係る画像表示装置１３０の構成を示す模式図である。本実施形態の画像表示装置１３０は、ビームスプリッタＢＳ１と、再帰反射部ＲＲ１，ＲＲ２と、ビームスプリッタＢＳ２と、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２を備えている。また、第１画像投影部Ｓ１を移動させて、ビームスプリッタＢＳ２との相対位置を変化させる第１駆動部を備えている。

第１駆動部は、第１画像投影部Ｓ１の位置や角度を機械的に変更する要素であり、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２との相対的な位置を変化させる。第１駆動部の具体的な構成は限定されず、公知のモータやアクチュエータを用いることができる。図６では、符号Ｓ１を囲む矢印で第１駆動部による第１画像投影部Ｓ１の移動方向を示しており、符号Ａ１を囲む矢印で第１画像Ａ１が結像される位置の移動方向を示している。図６に示したように、第１画像投影部Ｓ１を奥行方向に移動させると、第１画像Ａ１の結像位置は垂直方向に変化する。また、第１画像投影部Ｓ１を横方向に移動させると、第１画像Ａ１の結像位置も横方向に変化する。また、第１画像投影部Ｓ１を垂直方向に移動させると、第１画像Ａ１の結像位置は奥行方向に変化する。

図７は、図６に示した構成による観測結果を示す図であり、図７（ａ）は第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を重ね合わせて投影した場合の画像であり、図７（ｂ）は第１画像Ａ１の位置を変化させた場合の画像を示し、図７（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。図７（ｃ）において灰色でプロットしたグラフは図７（ａ）の結果であり、黒でプロットしたグラフは図７（ｂ）の結果である。

図７（ａ）～図７（ｃ）に示したように、第１駆動部で第１画像投影部Ｓ１を移動させることで、第１画像Ａ１の結像位置が変化していることが確認できる。また、第２画像Ａ２の結像位置は変化しないことも確認できる。

本実施形態の画像表示装置１３０でも、ビームスプリッタＢＳ２で反射された光と透過した光をそれぞれ第１再帰反射部ＲＲ１および第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射させ、ダイクロイックミラーＤＭの方向に進行させて結像させるため、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能となる。また、第１駆動部で第１画像投影部Ｓ１を移動させて、ビームスプリッタＢＳ２との相対位置を変化させることで
第１画像Ａ１の結像位置を変化させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８および図９を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図８は、本実施形態に係る画像表示装置１４０の構成を示す模式図である。本実施形態の画像表示装置１４０は、ビームスプリッタＢＳ１と、再帰反射部ＲＲ１，ＲＲ２と、ビームスプリッタＢＳ２と、第１画像投影部Ｓ１と、第２画像投影部Ｓ２を備えている。また、第２画像投影部Ｓ２を移動させて、ビームスプリッタＢＳ２との相対位置を変化させる第２駆動部を備えている。

第２駆動部は、第２画像投影部Ｓ２の位置や角度を機械的に変更する要素であり、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２との相対的な位置を変化させる。第２駆動部の具体的な構成は限定されず、公知のモータやアクチュエータを用いることができる。図８では、符号Ｓ２を囲む矢印で第２駆動部による第２画像投影部Ｓ２の移動方向を示しており、符号Ａ２を囲む矢印で第２画像Ａ２が結像される位置の移動方向を示している。図８に示したように、第２画像投影部Ｓ２を垂直方向に移動させると、第２画像Ａ２の結像位置も垂直方向に変化する。また、第２画像投影部Ｓ２を横方向に移動させると、第２画像Ａ２の結像位置も横方向に変化する。また、第２画像投影部Ｓ２を奥行方向に移動させると、第２画像Ａ２の結像位置も奥行方向に変化する。

図９は、図８に示した構成による観測結果を示す図であり、図９（ａ）は第１画像Ａ１と第２画像Ａ２を重ね合わせて投影した場合の画像であり、図９（ｂ）は第２画像Ａ２の位置を変化させた場合の画像を示し、図９（ｃ）は観測した光強度を示すグラフである。図９（ｃ）において灰色でプロットしたグラフは図９（ａ）の結果であり、黒でプロットしたグラフは図９（ｂ）の結果である。

図９（ａ）～図９（ｃ）に示したように、第２駆動部で第２画像投影部Ｓ２を移動させることで、第２画像Ａ２の結像位置が変化していることが確認できる。また、第１画像Ａ１の結像位置は変化しないことも確認できる。

本実施形態の画像表示装置１４０でも、ビームスプリッタＢＳ２で反射された光と透過した光をそれぞれ第１再帰反射部ＲＲ１および第２再帰反射部ＲＲ２で再帰反射させ、ダイクロイックミラーＤＭの方向に進行させて結像させるため、奥行方向に結像させる画像の光量低下を抑制して、視認性を向上させることが可能となる。また、第２駆動部で第２画像投影部Ｓ２を移動させて、ビームスプリッタＢＳ２との相対位置を変化させることで
第２画像Ａ２の結像位置を変化させることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００，１１０，１２０，１３０，１４０…画像表示装置
Ｓ１…第１画像投影部
Ｓ２…第２画像投影部
ＨＭＤ…ヘッドマウントディスプレイ
ＤＭ…ダイクロイックミラー
ＢＳ１，ＢＳ２…ビームスプリッタ
ＲＲ１…再帰反射部
ＲＲ２…再帰反射部
Ａ１…第１画像
Ａ２…第２画像
Ｈ…第３画像

Claims (5)

1. 第１画像を照射する第１画像投影部と、
   第２画像を照射する第２画像投影部と、
   前記第１画像投影部が照射した光の一部を第１方向に反射するとともに、残りの光を第２方向に透過し、前記第２画像投影部が照射した光の一部を前記第１方向に反射するとともに、残りの光を前記第２方向に透過するビームスプリッタと、
   前記第１方向に進行した光を前記ビームスプリッタに再帰反射させる第１再帰反射部と、
   前記第２方向に進行した光を前記ビームスプリッタに再帰反射させる第２再帰反射部とを備え、
   前記ビームスプリッタは、前記第１再帰反射部で反射された光を第３方向に透過し、前記第２再帰反射部で反射された光を前記第３方向に反射し、
   前記第３方向に進行した光を空間上に結像させる結像光学部を備え、
   前記結像光学部は、前記第１画像投影部および前記第２画像投影部が照射する光の波長を選択的に反射するダイクロイックミラーであることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記第１画像の結像位置と、前記第２画像の結像位置が異なっていることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または２に記載の画像表示装置であって、
   第３画像を前記空間上に結像させる第３画像投影部を備え、
   前記第１画像、前記第２画像および前記第３画像を結像させる光が、同一の視野範囲に入射することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の画像表示装置であって、
   前記第１画像投影部と前記ビームスプリッタの相対位置を変化させる第１駆動部を備えることを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の画像表示装置であって、
   前記第２画像投影部と前記ビームスプリッタの相対位置を変化させる第２駆動部を備えることを特徴とする画像表示装置。