JP2011090230A

JP2011090230A - 表示装置

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Publication number: JP2011090230A
Application number: JP2009245001A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 真人田中; Akinao Fujio; 彰尚藤尾
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: JP5370071B2

Abstract

【課題】出射機構及び光学系を小型化・軽量化することができる表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示光を観察者の眼に導くライトガイド５と、表示しようとする画像情報に基づいて、出射機構Ｓを制御する制御部１０とを備える表示装置１であって、出射機構Ｓからの画像表示光を反射又は透過して、ライトガイド５に画像表示光を導く平面形状の光学系出射面４を有する光学系２０と、出射機構Ｓからの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面４の角度が変化するように、光学系２０を駆動させる光学系駆動機構６と、制御部１０は、画像情報の一部分に対応した画像表示光を出射機構Ｓから順番に出射させていくともに、出射機構Ｓからの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面４の角度が順番に変化していくように、光学系２０を駆動することを繰り返すことにより、画像情報の全部分に対応した虚像を形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、腰のベルトや装身具等を介して身体に纏うウエアラブルコンピュータや、ナップサックやポケットに入れて携帯できる携帯電話器等の通信機器のような、卓上以外の環境で利用可能な情報機器のためのモニタに適した表示装置に関する。

身体に纏う形態の情報機器用の表示装置としては、眼鏡型の形態が主流となりつつある。図５は、観察者の頭部に装着される従来の眼鏡型ディスプレイ（表示装置）を示す外観図である。また、図６は、観察者の頭部に装着される従来の眼鏡型ディスプレイの平面の概略構成を示す光路図である。
眼鏡型ディスプレイ１０１は、眼鏡と似た外観をしており、画像表示光Ｌを出射するユニット部Ｕと、ユニット部Ｕからの画像表示光Ｌを内部で反射させながら観察者の眼Ｅに導く基板であるライトガイド５と、ユニット部Ｕとライトガイド５とが取り付けられるフレーム部Ｆとを備える（例えば、特許文献１参照）。
なお、眼鏡型ディスプレイ１０１は右眼用であり、遠方を見ている状態の右眼Ｅの中心に原点を有したＸＹＺ座標系を定義する。Ｚ方向は観察者の前方であり、Ｙ方向（第二設定方向）は観察者の上方であり、Ｘ方向（第一設定方向）は観察者の左方である。

ユニット部Ｕは、出射方向に垂直である面に表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）となる画像を形成して画像表示光Ｌを出射する透過型液晶表示器（表示素子）１０２を有する出射機構Ｓと、観察対象の虚像を形成する光学系１００と、制御部１１０とを備える。
出射機構Ｓは、光源（図示せず）と、透過型液晶表示器１０２とを備える。透過型液晶表示器１０２は、制御部１１０（表示制御部１１１）からの表示素子制御信号に基づいて、出射方向に垂直である面に表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）となる画像を形成し、その画像表示光Ｌを出射する。
光学系１００は、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の全範囲の画像表示光Ｌを透過させる第一光学素子１０３と、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の全範囲の画像表示光Ｌを反射させる第二光学素子１０４とを有する。これにより、光学系１００は、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の全範囲の画像表示光Ｌを反射及び透過させながら、観察対象の虚像を形成する。

ライトガイド５は、ポリカーボネイト製（屈折率ｎｇ）の平板形状となり、一端部に形成され出射機構Ｓの前方（Ｚ方向）に配置される平面形状の全反射面５１と、他端部に形成され観察者の眼Ｅの前方（Ｚ方向）に配置される出射面５２と、空気との界面によって全反射面５１と出射面５２との間に形成される側面群５３とを有する。
側面群５３は、Ｘ方向から見ると四角形状となり、第一面５３ａと、第一面５３ａとＺ方向で対向する第二面５３ｂと、第三面（図示せず）と、第三面とＹ方向で対向する第四面（図示せず）とを有する。

出射面５２は、平面形状の第一出射面５２ａと、平面形状の第二出射面５２ｂと、平面形状の第三出射面５２ｃとを有する。そして、Ｘ方向において順番に、第一出射面５２ａと、第二出射面５２ｂと、第三出射面５２ｃとなるように配置されている。さらに、Ｘ方向に対する第一出射面５２ａの角度と、Ｘ方向に対する第二出射面５２ｂの角度と、Ｘ方向に対する第三出射面５２ｃの角度とは、Ｙ方向から見ると同じαとなるように配置されている。
そして、第一出射面５２ａと第二出射面５２ｂと第三出射面５２ｃとは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過することが可能なビームスプリッタ面となっている。

このようなライトガイド５において、全反射面５１は、光学系１００からの表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌを略Ｘ方向へと反射させる。そして、第一面５３ａと第二面５３ｂとは、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌを交互に複数回反射しながら、第一出射面５２ａに導く。そこで、第一出射面５２ａは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１９．０％である画像表示光の光束を、観察者に向かって導く。このとき、第一出射面５２ａから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
また、第一出射面５２ａを透過した画像表示光Ｌは、第二出射面５２ｂに到達する。そこで、第二出射面５２ｂは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１５．４％である画像表示光の光束を観察者に向かって導く。このとき、第二出射面５２ｂから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
さらに、第二出射面５２ｂを透過した画像表示光Ｌは、第三出射面５２ｃに到達する。そこで、第三出射面５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１２．５％である画像表示光の光束を観察者に向かって導く。このとき、第三出射面５２ｃから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。

また、全反射面５１は、光学系１００からの表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の中央部の画像表示光Ｌを略Ｘ方向へと反射させる。そして、第一面５３ａと第二面５３ｂとは、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の中央部の画像表示光Ｌを交互に複数回反射しながら、第一出射面５２ａに導く。そこで、第一出射面５２ａは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１９．０％である画像表示光の光束を観察者に向かって導く。このとき、第一出射面５２ａから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
また、第一出射面５２ａを透過した画像表示光Ｌは、第二出射面５２ｂに到達する。そこで、第二出射面５２ｂは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１５．４％である画像表示光の光束を観察者に向かって導く。このとき、第二出射面５２ｂから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
さらに、第二出射面５２ｂを透過した画像表示光Ｌは、第三出射面５２ｃに到達する。そこで、第三出射面５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。つまり、画像表示光Ｌの光束の１２．５％である画像表示光の光束を観察者に向かって導く。このとき、第三出射面５２ｃから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
このように各出射面５２ａ〜５２ｃが画像表示光Ｌを反射させることにより、ライトガイド５の外部に、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の画像表示光Ｌを出射させる。その結果、出射機構Ｓから出射される表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）の画像表示光Ｌは、ライトガイド５を介して、観察者の眼Ｅに導かれる。

特表２００３−５３６１０２号公報

しかしながら、このような眼鏡型ディスプレイ１０１によれば、透過型液晶表示器１０２は、表示領域（Ｚ_１×Ｙ_１）となる画像を形成するための表示面積（Ｚ_１×Ｙ_１）が必要であるので、出射機構Ｓ及び光学系１００が大型化するとともに、重くなるという問題点がある。
そこで、本発明は、出射機構及び光学系を小型化・軽量化することができる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なされた本発明の表示装置は、画像表示光を出射する表示素子を有する出射機構と、第一面と、当該第一面と対向する第二面と、観察者の眼の前方に配置される出射面とを有し、前記第一面及び／又は第二面で出射機構からの画像表示光を第一設定方向へと反射させながら出射面に導き、前記出射面から画像表示光を観察者の眼に導くライトガイドと、表示しようとする画像情報に基づいて、前記出射機構を制御する制御部とを備える表示装置であって、前記出射機構からの画像表示光を反射又は透過して、前記ライトガイドに画像表示光を導く平面形状の光学系出射面を有する光学系と、前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が変化するように、前記光学系を駆動させる光学系駆動機構と、前記制御部は、画像情報の一部分に対応した画像表示光を出射機構から順番に出射させていくともに、前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が順番に変化していくように、前記光学系を駆動することを繰り返すことにより、画像情報の全部分に対応した虚像を形成するようにしている。

ここで、「第一設定方向」とは、設計者等によって予め決められた任意の一方向であり、例えば、観察者の左方や、観察者の右方等となる。
本発明の表示装置によれば、平面形状の光学系出射面を有する光学系と、光学系を駆動させる光学系駆動機構とを備える。
そして、制御部は、例えば、まず、画像情報の第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光を出射機構から出射させる。このとき、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光は、出射機構からの画像表示光の進行方向に対して第一角度θ_１である光学系出射面で反射されることにより、ライトガイドに導かれる。その後、ライトガイドは、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光を、出射面から第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼に導く。次に、制御部は、画像情報の第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光を出射機構から出射させるとともに、出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が第二角度θ_２に変化するように、光学系を駆動する。このとき、第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光は、出射機構からの画像表示光の進行方向に対して第二角度θ_２である光学系出射面で反射されることにより、ライトガイドに導かれる。その後、ライトガイドは、第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光を、出射面から第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼に導く。
このように、制御部は、画像情報の一部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）に対応した画像表示光を出射機構から順番に出射させていくとともに、出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が順番に変化していくように、光学系を駆動することを繰り返す。その結果、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）と第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）とが合成された画像表示光が、ライトガイドを介して、観察者の眼に導かれる。

以上のように、本発明の表示装置によれば、画像情報の一部分に対応した画像表示光を出射すればよいので、出射機構及び光学系を小型化・軽量化することができる。

（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記光学系駆動機構は、前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が、前記第一設定方向と垂直となる第二設定方向を軸として変化するようにしてもよい。
そして、上記の発明において、前記ライトガイドの出射面は、入射した画像表示光の光束の設定割合を反射するとともに、画像表示光の光束の設定割合を透過することが可能な複数の平面形状のビームスプリッタ面であり、各ビームスプリッタ面は、平行であるようにしてもよい。
ここで、「設定割合」とは、設計者等によって予め決められた任意の割合であり、例えば、入射した画像表示光の光束の１９％を反射するとともに、画像表示光の光束の８１％を透過するように決められる。
さらに、上記の発明において、前記ライトガイドの出射面は、回折面であるようにしてもよい。

本発明の一実施形態である眼鏡型ディスプレイの平面の概略構成を示す光路図である。反射面と光学系駆動機構との一例を示す斜視図である。表示した虚像を説明するための図である。反射面と光学系駆動機構との他の一例を示す斜視図である。観察者の頭部に装着される従来の眼鏡型ディスプレイを示す外観図である。観察者の頭部に装着される従来の眼鏡型ディスプレイの平面の概略構成を示す光路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態である眼鏡型ディスプレイ（表示装置）の平面の概略構成を示す光路図である。図１（ａ）は、第一の状態の眼鏡型ディスプレイの平面の概略構成を示す光路図であり、図１（ｂ）は、第二の状態の眼鏡型ディスプレイの平面の概略構成を示す光路図である。なお、上述した眼鏡型ディスプレイ１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
眼鏡型ディスプレイ１は、画像表示光Ｌを出射するユニット部Ｕと、ユニット部Ｕからの画像表示光Ｌを内部で反射させながら観察者の眼Ｅに導く基板であるライトガイド５と、ユニット部Ｕとライトガイド５とが取り付けられるフレーム部Ｆとを備える。

ユニット部Ｕは、出射方向に垂直である面に表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）となる画像を形成して画像表示光Ｌを出射する透過型液晶表示器（表示素子）２を有する出射機構Ｓと、観察対象の虚像を形成する光学系２０と、光学系２０を駆動する光学系駆動機構６と、制御部１０とを備える。
出射機構Ｓは、画像表示光Ｌを出射する透過型液晶表示器２を備える。透過型液晶表示器２は、制御部１０からの表示素子制御信号に基づいて、出射方向に垂直である面に表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）となる画像を形成し、その画像表示光Ｌを出射する。つまり、透過型液晶表示器２の表示面積（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）は、透過型液晶表示器１０２の表示面積（Ｚ_１×Ｙ_１）の１／２の大きさとなっている。

光学系２０は、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の全範囲の画像表示光Ｌを透過させる光学素子３と、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の全範囲の画像表示光Ｌを反射させる平面形状の反射面（光学系出射面）４とを有する。
図２は、反射面４と光学系駆動機構６との一例を示す斜視図である。
光学系駆動機構６は、出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度（θｓ、θｔ）が、Ｙ方向をＳ軸として第一の状態である第１角度（θ_１、θｔ）と、第二の状態である第２角度（θ_２、θｔ）とのいずれかに変化するように、制御部１０からの光学系駆動機構制御信号に基づいて、反射面４を駆動させることが可能になっている。
このような反射面４と光学系駆動機構６としては、例えば、ＭＥＭＳミラーやガルバノミラー等が挙げられる。

制御部１０は、ＣＰＵ１１とメモリ１２とを備える。また、ＣＰＵ１１が処理する機能をブロック化して説明すると、表示制御部１１ａと光学系駆動機構制御部１１ｂとを有する。
表示制御部１１ａは、表示素子制御信号を透過型液晶表示器２に出力するように制御する。図３は、表示した虚像を説明するための図である。
具体的には、まず、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）となる画像を示す第１表示素子制御信号を出力する。つまり、図３（ａ）に示すような部分となる画像を示す第１表示素子制御信号を出力する。次に、第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）となる画像を示す第２表示素子制御信号を出力する。つまり、図３（ｂ）に示すような部分となる画像を示す第２表示素子制御信号を出力する。このように第１表示素子制御信号と第２表示素子制御信号とを、所定の時間間隔（例えば、１２０Ｈｚ等）で交互に出力する。

光学系駆動機構制御部１１ｂは、光学系駆動機構６に光学系駆動機構制御信号を出力して、出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度（θｓ、θｔ）を制御する。
具体的には、表示制御部１１ａが第１表示素子制御信号を出力したときには、出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度（θｓ、θｔ）を第１角度（θ_１、θｔ）とする。また、表示制御部１１ａが第２表示素子制御信号を出力したときには、出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度（θｓ、θｔ）を第２角度（θ_２、θｔ）とする。すなわち、出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度（θｓ、θｔ）を、出力された表示素子制御信号に対応するように、第１角度（θ_１、θｔ）と第２角度（θ_２、θｔ）とを所定の時間間隔（例えば、１２０Ｈｚ等）で交互に変更する。

このような眼鏡型ディスプレイ１において、まず、表示制御部１１ａが第１表示素子制御信号を出力し、光学系駆動機構制御部１１ｂが出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度を第１角度（θ_１、θｔ）とする（図１（ａ）及び図３（ａ）参照）。その結果、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌは、第１角度（θ_１、θｔ）である反射面４で反射されることにより、ライトガイド５の全反射面５１に導かれる。ライトガイド５の全反射面５１は、反射面４からの表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌを略Ｘ方向へと反射する。
そして、第一面５３ａと第二面５３ｂとは、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌを交互に複数回反射しながら、第一出射面５２ａに導く。そこで、第一出射面５２ａは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。このとき、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌは、第一出射面５２ａから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれるとともに、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の他端部の画像表示光Ｌは、第一出射面５２ａから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。

また、第一出射面５２ａを透過した画像表示光Ｌは、第二出射面５２ｂに到達する。そこで、第二出射面５２ｂは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。このとき、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌは、第二出射面５２ｂから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれるとともに、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の他端部の画像表示光Ｌは、第二出射面５２ｂから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。
このように各出射面５２ａ〜５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過することにより、画像表示光Ｌの光束の設定割合である画像表示光の光束を、観察者の眼Ｅに導く。

次に、表示制御部１１ａが第２表示素子制御信号を出力し、光学系駆動機構制御部１１ｂが出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度を第２角度（θ_２、θｔ）とする（図１（ｂ）及び図３（ｂ）参照）。その結果、第二部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌは、角度（θ_２、θｔ）である反射面４で反射されることにより、ライトガイド５の全反射面５１に導かれる。
そして、第１表示素子制御信号と同様に、ライトガイド５の全反射面５１は、反射面４からの表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌを略Ｘ方向へと反射させて、第一出射面５２ａと第二出射面５２ｂと第三出射面５２ｃとに導く。そこで、各出射面５２ａ〜５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。このとき、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌは、各出射面５２ａ〜５２ｃから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれるとともに、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の他端部の画像表示光Ｌは、各出射面５２ａ〜５２ｃから第三出射角度ψ_３で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。

次に、表示制御部１１ａが、再び、第１表示素子制御信号を出力し、光学系駆動機構制御部１１ｂが出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度を第１角度（θ_１、θｔ）とする（図１（ａ）及び図３（ａ）参照）。その結果、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌは、角度（θ_１、θｔ）である反射面４で反射されることにより、ライトガイド５の全反射面５１に導かれる。
そして、ライトガイド５の全反射面５１は、反射面４からの表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌを略Ｘ方向へと反射させて、第一出射面５２ａと第二出射面５２ｂと第三出射面５２ｃとに導く。そこで、各出射面５２ａ〜５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過する。このとき、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の一端部の画像表示光Ｌは、各出射面５２ａ〜５２ｃから第一出射角度ψ_１で出射して、観察者の眼Ｅに導かれるとともに、表示領域（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の他端部の画像表示光Ｌは、出射面５２ａ〜５２ｃから第二出射角度ψ_２で出射して、観察者の眼Ｅに導かれる。

このように表示制御部１１ａが表示素子制御信号を順番に出力し、光学系駆動機構制御部１１ｂが出射機構Ｓからの画像表示光Ｌの進行方向に対する反射面４の角度を順番に変更していくことを繰り返す。その結果、第１部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌと第２部分（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の画像表示光Ｌとが合成された画像表示光が、ライトガイド４を介して、観察者の眼Ｅに導かれることになる（図３（ｃ）参照）。
以上のように、眼鏡型ディスプレイ１によれば、画像情報（（Ｚ_１／２）×Ｙ_１）の一部分に対応した画像表示光を出射すればよいので、出射機構Ｓ及び光学系２０を小型化・軽量化することができる。

（他の実施形態）
上述した眼鏡型ディスプレイは、観察者の頭部や腕等の身体や、身体に装着されるヘルメットや眼鏡等に、ヘッドセット、ベルト、バンド、クリップ等を介して装着されたり、携帯電話や腕時計等の各種携帯機器に装着されたり、手に持った状態で使用されたりしてもよい。また、観察者に装着されるヘッドマウントディスプレイのような形態に限らず、観察者の前方に設置するヘッドアップディスプレイのような形態であってもよい。
上記透過型液晶表示器は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色光を時分割発光する光源により、観察対象の虚像をカラー表示してもよい。

また、画像表示光を観察者の両方の眼に導くようにしてもよい。
また、上述した眼鏡型ディスプレイ１において、Ｘ方向と第一設定方向とは一致するような構成を示したが、Ｘ方向と第一設定方向とは一致しないような構成としてもよく、第一設定方向は任意の一方向とすることができる。
上記ライトガイドを形成する材料としては、例えば、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィン、硝材等が挙げられる。
上述した眼鏡型ディスプレイ１において、光学系出射面が反射面４であるような構成を示したが、光学系出射面がプリズムの一面等であるような構成としてもよく、プリズムの配置状態を変更してもよい。

上述した眼鏡型ディスプレイ１において、反射面４の角度（θｓ、θｔ）が、Ｙ方向を軸として第１角度（θ_１、θｔ）と第２角度（θ_２、θｔ）とのいずれかに変化するような構成を示したが、反射面の角度（θｓ、θｔ）を増やしてもよいし、Ｓ軸と、Ｓ軸と垂直なＴ軸とで変化するような構成としてもよい（図４参照）。このとき、表示制御部は、その変化に対応する表示素子制御信号を透過型液晶表示器に出力するように制御することになる。

上述した眼鏡型ディスプレイ１において、ライトガイド５の出射面５２ａ〜５２ｃは、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過するビームスプリッタ面であるような構成を示したが、回折面であるような構成としてもよい。
上述した眼鏡型ディスプレイ１において、ライトガイド５が３枚の出射面５２ａ〜５２ｃを有するような構成を示したが、ライトガイドが４枚の出射面を有するような構成としてもよく、出射面は任意の数とすることができる。
上述した眼鏡型ディスプレイ１において、ライトガイド５の出射面５２ａ〜５２ｃが、入射した画像表示光Ｌの光束の１９％を反射するとともに、画像表示光Ｌの光束の８１％を透過するビームスプリッタ面であるような構成を示したが、ライトガイドの出射面は、それぞれ異なる割合を反射するとともに、それぞれ異なる割合を透過するビームスプリッタ面や全反射面であるような構成としてもよい。

本発明は、卓上以外の環境で使用する情報機器等に利用することができる。

１、１０１眼鏡型ディスプレイ（表示装置）
２、１０２透過型液晶表示器（表示素子）
４反射面（光学系出射面）
５ライトガイド
１０、１１０制御部
２０、１００光学系
５１全反射面
５２出射面
５２ａ第一出射面
５２ｂ第二出射面
５３ａ第一面
５３ｂ第二面
Ｌ画像表示光
Ｅ観察者の眼
Ｓ出射機構
Ｕユニット部

Claims

画像表示光を出射する表示素子を有する出射機構と、
第一面と、当該第一面と対向する第二面と、観察者の眼の前方に配置される出射面とを有し、前記第一面及び／又は第二面で出射機構からの画像表示光を第一設定方向へと反射させながら出射面に導き、前記出射面から画像表示光を観察者の眼に導くライトガイドと、
表示しようとする画像情報に基づいて、前記出射機構を制御する制御部とを備える表示装置であって、
前記出射機構からの画像表示光を反射又は透過して、前記ライトガイドに画像表示光を導く平面形状の光学系出射面を有する光学系と、
前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が変化するように、前記光学系を駆動させる光学系駆動機構と、
前記制御部は、画像情報の一部分に対応した画像表示光を出射機構から順番に出射させていくともに、前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が順番に変化していくように、前記光学系を駆動することを繰り返すことにより、画像情報の全部分に対応した虚像を形成することを特徴とする表示装置。
前記光学系駆動機構は、前記出射機構からの画像表示光の進行方向に対する光学系出射面の角度が、前記第一設定方向と垂直となる第二設定方向を軸として変化することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記ライトガイドの出射面は、入射した画像表示光の光束の設定割合を反射するとともに、画像表示光の光束の設定割合を透過することが可能な複数の平面形状のビームスプリッタ面であり、各ビームスプリッタ面は、平行であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
前記ライトガイドの出射面は、回折面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。