JP2015219489A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見易い表示装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、表示部と反射透過部と光学部とを含む表示装置が提供される。前記表示部は、画像情報を含む画像光を出射する。前記反射透過部は、前記画像光の少なくとも一部を反射させ背景光を透過させる。前記光学部は、前記画像光の光路上において、前記表示部と前記反射透過部との間に設けられる。前記光学部の屈折力は、前記反射透過部を透過する前記背景光に対する前記反射透過部の屈折力に応じて定められる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの表示装置では、光学素子を用いて、表示装置から出射される光を使用者の眼前へ導き、画像を表示する。このような表示装置は、眼鏡などの視力矯正装置と併用される場合がある。表示装置を眼鏡の上から装着する場合、表示装置が大型化する場合がある。このような表示装置において、表示装置の大型化を抑制しつつ、見易い表示が求められる。

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、表示部と反射透過部と光学部とを含む表示装置が提供される。前記表示部は、画像情報を含む画像光を出射する。前記反射透過部は、前記画像光の少なくとも一部を反射させ背景光を透過させる。前記光学部は、前記画像光の光路上において、前記表示部と前記反射透過部との間に設けられる。前記光学部の屈折力は、前記反射透過部を透過する前記背景光に対する前記反射透過部の屈折力に応じて定められる。

第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、屈折力を示す模式図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、画像光の入射角を示す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、屈折力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。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、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。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、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。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、光学部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１に表したように、実施形態に係る表示装置１００は、反射透過部１１０と、光学部１５０と、表示部１６０と、を含む。

例えば、処理部４０から表示部１６０に画像情報が入力される。表示部１６０から画像情報を含む画像光Ｌｉが出射される。画像光Ｌｉは、光学部１５０を経由し、反射透過部１１０へ入射する。反射透過部１１０において、画像光Ｌｉの少なくとも一部は、観視者８０の眼８１へ向けて反射される。これにより、観視者８０は、像を観察することができる。

表示部１６０は、複数の画素１６０ｅを含む。複数の画素１６０ｅのそれぞれは、画像情報に対応した光を出射する。例えば、表示部１６０は、画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１５０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１５０は、画像光Ｌｉの光路上において、表示部１６０と反射透過部１１０との間に設けられる。光学部１５０は、例えば、光学補正部１３０（補正レンズ群）と、投影部１４０と、を含む。

投影部１４０は、例えば複数の光学素子を含む。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。投影部１４０は、例えば画像光Ｌｉを反射透過部１１０及び眼８１へ向けて投影する。

光学補正部１３０は、例えば複数の光学素子を含む。複数の光学素子には、一群以上のレンズ群が用いられる。光学補正部１３０は、例えば、画像光Ｌｉを屈折させる。

光学補正部１３０の有する屈折力を調整する。光学補正部１３０の屈折力は、反射透過部１１０の有する屈折力に応じて定められる。これにより、例えば見易い表示を得ることができる。

この例では、画像光Ｌｉの光路上において、投影部１４０と反射透過部１１０との間に光学補正部１３０が設けられている。ただし、投影部１４０及び光学補正部１３０の順序を入れ替えることもできる。

この例では、光学補正部１３０と投影部１４０とを、便宜上、異なる部分として説明している。実施形態においては、光学補正部１３０と投影部１４０とは、一つの光学部と考えることもできる。例えば、光学補正部１３０の機能の少なくとも一部を、投影部１４０に含まれるレンズの機能と統合することもできる。

反射透過部１１０は、第１面１０と第２面２０とを有する。第２面２０は、第１面１０とは反対側の面である。第２面２０は、例えば、第１面１０と光学部１５０との間に設けられる。第２面２０は、画像光Ｌｉが入射する面である。

例えば、反射透過部１１０は、反射部１２０を含む。反射部１２０は、第１面１０と第２面２０との間に設けられる。例えば、反射部１２０は、画像光Ｌｉの少なくとも一部を、眼８１へ向けて反射させる。

反射透過部１１０は、さらに透過性を有する。反射透過部１１０は、外界から眼８１へ向かう光（背景光Ｌｅ）の少なくとも一部を透過させる。これにより、観視者８０は、外界を観察することができる。

このように、反射透過部１１０は、反射性と透過性とを有するコンバイナである。これにより、例えば観視者８０は、外界を観察しつつ、表示像を観察することができる。

反射透過部１１０には、例えば、眼鏡などの矯正レンズを用いることができる。反射透過部１１０の内面（第２面２０）及び外面（第１面１０）は、通常の眼鏡と同様に、曲率を有する。反射透過部１１０は、例えば、近視、遠視、及び乱視の少なくともいずれかを矯正する。反射透過部１１０の背景光に対する屈折力は、第１面１０の有する第１屈折力Ｄ１と、第２面２０の有する第２屈折力と、に応じて定まる。

反射部１２０には、ガラスやアクリルなどを用いることができる。ガラスまたはアクリルには、ミラーコーティングやハーフミラーコーティングが施されている。但し、実施形態において、反射部１２０は、コーティングが施されたものに限られず、例えばワイヤグリッド偏光子などを用いてもよい。

例えば、反射部１２０は、並列に配置された複数のハーフミラーを含む。反射部１２０は、複数の微細な反射面を並列に配置したマルチミラーアレイである。実施形態においては、反射部１２０の反射面は、単一面であってもよい。反射部１２０は、不連続面を有するフレネルミラーであってもよい。

例えば反射部１２０を基準として、レンズ１１１及びレンズ１１２を成形し、貼り合わせる。これにより、矯正レンズの内部に反射面が設けられる。このように、表示装置の光学素子（この例では反射部）と、眼鏡の矯正レンズとを、一体化することで、表示装置の大型化を抑制することができる。

なお、図１では、１つの表示装置１００を用いた単眼ＨＭＤが例示されているが、実施形態は、これに限定されない。表示装置１００を２つ用いて両眼ＨＭＤとして使用してもよい。
反射透過部１１０から十分に離れた点から像を観察できるように光学部１５０を調整する。これにより、表示装置１００をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として使用してもよい。

矯正レンズの背景光に対する屈折力は、観視者（使用者）毎に異なる。例えば矯正レンズの屈折力は、観視者の視力や好みに応じて調整される。
例えば、第１面１０は、第１屈折力Ｄ１を有する。第２面２０は第２屈折力Ｄ２を有する。観視者８０が外界を観察する場合、背景光Ｌｅは、第１面１０を通過し、第２面２０を通過する。観視者８０は、第１面１０及び第２面２０のそれぞれにおいて、１度ずつ屈折した背景光Ｌｅを観視する。一方、観視者８０が表示装置によって表示される像を観察する場合、画像光Ｌｉは、第２面２０に入射し、反射部１２０で反射し、第２面２０から出射する。観視者８０は、第２面２０において、２度屈折した画像光Ｌｉを観視する。例えば、反射透過部１１０（矯正レンズ）の屈折力（第１屈折力Ｄ１及び第２屈折力Ｄ２）は、観視者８０が外界（透過像）を観察しやすいように調整される。このため、第２面２０において２回屈折した画像光Ｌｉによる像（反射像）は、見難い場合がある。

これに対して、実施形態に係る表示装置においては、光学部１５０の画像光Ｌｉに対する屈折力は、反射透過部１１０の背景光Ｌｅに対する屈折力に応じて定められる。
例えば、光学補正部１３０の画像光Ｌｉに対する屈折力は、反射透過部１１０の背景光Ｌｅに対する屈折力に応じて定められる。

このように光学補正部１３０の屈折力を調整することで、光学部１５０と第２面２０とを通過した画像光Ｌｉによる像を見易く補正することができる。透過像と反射像とを同時に矯正して観察することができる。

反射透過部１１０は、観視者毎に変更される。これに伴い、光学補正部１３０についても観視者毎に設計を変更する。
光学補正部１３０によって画像光Ｌｉに与えられる屈折力をＤとする。投影部１４０の画像光Ｌｉに対する屈折力をＤ０とすると、Ｄ０は、投影部１４０の設計指針によって定まり、例えば光学補正部１３０の屈折力Ｄとは別に定められる。光学部１５０の画像光Ｌｉに対する屈折力をＤ’とすると、例えばＤ’＝Ｄ＋Ｄ０の関係が成り立つ。第１面１０の有する屈折力をＤ１、第２面２０が有する屈折力をＤ２とする。例えば、以下の式（１）が満たされるように、光学部１５０を設計する。例えば、式（１）を満たすように、光学補正部１３０が設けられる。

Ｄ＝ｆ（Ｄ１、Ｄ２、ｄ） …（１）、
ここで、ｄは、画像光Ｌｉの光路に沿った、面２０と光学補正部１３０との間の距離である。関数ｆは、例えば、ｆ（ｘ、ｙ、ｄ）＝（ｘ−ｙ）／（１−ｄ×ｙ）である。すなわち、Ｄ＝（Ｄ１−Ｄ２）／（１−ｄ×Ｄ２）である。これにより、画像光Ｌｉが観視者８０の眼８１に至るまでに、適切に屈折され、見易い表示を得ることができる。

関数ｆには、ｆ（ｘ、ｙ、ｄ）＝（ｘ−ｙ）／（１−ｄ×ｙ）＋αを用いることもできる。すなわち、Ｄ＝（Ｄ１−Ｄ２）／（１−ｄ×Ｄ２）＋αを満たす。ここで、αは補正項である。αによって、画像光Ｌｉの入射位置に応じた誤差などを補正することができる。

このように、光学補正部１３０の屈折力Ｄは、第１屈折力Ｄ１と第２屈折力Ｄ２との差に応じて定められる。これにより、観視者毎に異なる視力に対応して、透過像と反射像とを共に補正することができる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、屈折力を例示する模式図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ｆ（ｘ、ｙ、ｄ）＝（ｘ−ｙ）／（１−ｄ×ｙ）＋αとした際の、第２面２０の屈折力Ｄ２（1／ｍ、ディオプタ）と、補正項α（１／ｍ）と、の関係を例示する光学シミュレーション結果である。

このシミュレーションにおいて、Ｄ１＝０（1／ｍ）とし、Ｄ２を１〜１０まで変化させている。すなわち、反射透過部１１０として平凹レンズを想定している。眼鏡を想定した場合、Ｄ２の範囲は、７程度までが実用的な範囲である。また、ｄ＝０．０２４（ｍ）としている。画像光Ｌｉの進行方向は、第２面２０の法線方向に沿って進行する場合を想定している。

シミュレーションによって、画像光Ｌｉが屈折され適切な像が得られるαを計算すると、第２屈折力Ｄ２が１から１０まで変化するときに、補正項αは、０．０１９から０．４１１程度まで変化する。したがって、αの範囲は、α≦０．５程度が好ましい。同様に、反射透過部１１０として、遠視用の凸レンズを想定した場合に、αの範囲は、α≧−０．５程度となる。実施形態において、例えば反射透過部１１０に対する入射角が２０度未満である場合、αは、−０．５≦α≦０．５とされる。

例えば、表示装置１００は、眼鏡型表示装置である。後述するように反射透過部１１０、光学部１５０及び表示部１６０は、眼鏡フレームに保持される（図２参照）。表示装置１００は、眼鏡フレームによって観視者８０の頭部に装着可能である。光学部１５０及び表示部１６０は、眼鏡フレームの内側に配置さ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と眼鏡フレームとの間に光学部１５０及び表示部１６０が配置される。これにより、観視者は、通常の眼鏡のように表示装置１００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。

このように、光学部１５０は、観視者８０の側面に配置される。一方、反射透過部１１０は、観視者８０から見て正面に配置される。従って、この場合には、画像光Ｌｉは、反射透過部１１０に対して斜めに入射する。画像光Ｌｉの反射透過部１１０への入射角は、９０度よりも小さくなる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、画像光の入射角を例示する模式図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に表したように、人（観視者）の顔の形状について、例えば、眼間距離は、最大で７９ｍｍ程度であり、頬弓幅は、最小で１２０ｍｍ程度である。顔に接するように配置された光学部１５０（投影部１４０）から画像光Ｌｉが投影され、眼球と反射透過部１１０との間の距離が５０ｍｍであるとすると、入射角は、２２．２９度（°）となる。実施形態において、画像光Ｌｉの反射透過部１１０への入射角θは、例えば２０°以上とされる。

画像光Ｌｉが反射透過部１１０に対して斜めに入射する場合には、光学部１５０の屈折力は、画像光Ｌｉの反射透過部１１０に対する入射角に応じて定められることが望ましい。補正項αは、画像光Ｌｉが斜めに入射することの影響を考慮して定められる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、屈折力を例示する模式図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、反射透過部１１０に対する画像光Ｌｉの入射角θ（°）と、補正項α（１／ｍ）と、の関係を例示する光学シミュレーション結果である。このシミュレーションにおいても、ｆ（ｘ、ｙ、ｄ）＝（ｘ−ｙ）／（１−ｄ×ｙ）＋αとし、第１屈折力Ｄ１＝０（１／ｍ）としている。第２屈折力Ｄ２＝７（１／ｍ）とし、反射透過部１１０として平凸レンズを想定している。また、ｄ＝０．０２４（ｍ）である。

シミュレーションによって、画像光Ｌｉが屈折されて適切な像が得られるαを計算した。例えば、入射角θが０°の時は、αは０．２４４程度であり、入射角θが大きくなるにつれてαは小さくなる。入射角θ＝７０°のときは、α＝−２．８３であり、入射角θ＝８０°のときは、α＝−６．２６４である。入射角θが７０°よりも大きくなるときに、αの変化が大きい。入射角θが８０°以上のときは、Ｄが大きくなり、補正が不要であることを示している。したがって、入射角θは、７０°以下とされる。すなわち、入射角θは、２０°以上７０°以下とされる。このとき、αの範囲は、−３．０≦α≦３．０とされる。これにより、反射透過部１１０に対して画像光Ｌｉが斜めに入射する場合においても、画像光Ｌｉが適切に屈折され、見易い表示を得ることができる。

（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。
図５に表したように、表示装置１０１においても反射透過部１１０と光学部１５０と表示部１６０とが設けられる。表示装置１０１は、さらに保持部１７０を含む。

保持部１７０は、反射透過部１１０と、光学部１５０と、表示部１６０と、を保持する。保持部１７０は、光学部１５０と反射透過部１１０との相対的配置、及び、光学部１５０と表示部１６０との相対的配置を規定する。保持部１７０は、例えば眼鏡フレームである。

例えば、光学補正部１３０は、反射透過部１１０の屈折力に応じて観視者毎に変更される。光学補正部１３０は、保持部１７０に対して着脱可能である。光学補正部１３０を保持部１７０に対して付け替え可能な機構とする。これにより、例えば、光学補正部１３０以外の部品を共通とすることができる。これにより、生産性を向上させることができる。

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は、映像補正部１８０をさらに含む。例えば、映像補正部１８０は、反射透過部１１０の屈折力（第１屈折力Ｄ１及び第２屈折力Ｄ２）に応じて、データ処理を行う。データ処理によって、画像光Ｌｉが含む画像情報が導出される。

なお、映像補正部１８０は、前述の処理部４０と一体として設けられてもよく、一部又は全部が別に設けられてもよい。

映像補正部１８０を用いて、表示部１６０から出射される画像光Ｌｉの収差を補正する。例えば、光学補正部１３０を用いた補正には、光学的な誤差が含まれる場合がある。この誤差を映像補正部１８０を用いて補正することで、画質を高めることができる。

具体的には、各種収差を補正するように、画像情報をアフィン変換することで、収差を抑制することができる。矯正レンズ（反射透過部１１０）において発生する収差は、矯正レンズの形状に対応して定まる。そこで、映像補正部１８０は、矯正レンズと対となる補正処理を行う。なお、画像情報の変換は、アフィン変換に限られない。例えば、画像内の領域ごとに画像が変形される。変形量は、光学シミュレータによって導出することができる。

映像補正部１８０は、矯正レンズ（反射透過部１１０）の形状に対応した補正パラメータを有していてもよい。映像補正部１８０は、予め定められたパラメータに基づいて、画像光Ｌｉが含む画像情報を導出する。これにより、映像補正部１８０が行う計算の量が軽減される。表示装置１０２において消費される電力量を減らすことができる。

図７（ａ）及び図７（ｂ）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１０３においては、表示装置１０１と同様に、光学補正部１３０は、保持部１７０に対して付け替え可能である。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したＡ１−Ａ２線における、光学補正部１３０の断面を例示している。例えば、光学補正部１３０は、光軸１３０ａを有する。光軸１３０ａに対して平行な方向をＺ軸方向とする。図７（ｂ）に表した断面は、Ｚ軸方向に対して垂直な平面における断面である。

図７（ｂ）に表したように、光学補正部１３０の断面の形状は、円形である。光学補正部１３０の断面形状を円形とすることにより、任意の方向で光学補正部１３０を取り付けることができる。例えば、Ｚ軸方向を中心に任意の角度で光学補正部１３０を回転させることができる。

乱視を矯正する場合、非点収差を補正する様に、屈折力に異方性を有するレンズ群を、光学補正部１３０に用いることが好ましい。例えば、シリンドリカルレンズの様に一軸性の屈折力を有するレンズ群を、光軸周りに回転させる。これにより、非点収差の補正力を変化させることができる。これにより、一つの一軸性の屈折力を有するレンズ群を用いて、種々の乱視強度に対応することができる。補正レンズ群の種類を減らすことができ、生産コストを抑えることができる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）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においても、光学補正部１３０は、保持部１７０に対して付け替え可能である。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に示したＢ１−Ｂ２線における、光学補正部１３０及び保持部１７０の断面を例示している。図８（ｂ）に表したように、光軸１３０ａに対して垂直な平面における光学補正部１３０の断面形状は、多角形である。

保持部１７０の断面形状は、光学補正部１３０の多角形の形状に合わせた形状である。例えば、保持部１７０は、多角形の内角の大きさや、一辺の長さに対応した形状を有する。これにより、観視者が乱視矯正レンズを取り付ける場合に、取り付け方向を調整する作業が容易になる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施形態に係る光学部を例示する模式図である。
例えばシリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、及び球面レンズを組み合わせることで、簡易に光学補正部１３０を構成することができる。

図９（ａ）に表した例では、光学部１５０は、球面レンズ３００と、シリンドリカルレンズ３１０と、を含む。例えば、近視の矯正用、及び遠視の矯正用に球面レンズを数種類用意する。乱視矯正用にシリンドリカルレンズを数種類用意する。球面レンズ及びシリンドリカルレンズの２枚のレンズを組み合わせることで、観視者が簡易に自身の視度に対応する光学補正部１３０を構成することができる。

図９（ｂ）に表した例では、光学部１５０には、トーリックレンズ３２０が用いられている。トーリックレンズ３２０は、球面レンズ３００の屈折力と、シリンドリカルレンズ３１０の屈折力と、を統合した屈折力を有する。このようなトーリックレンズ３２０で代用することで、レンズの数を減らすことができる。例えば、レンズを１枚とすることができる。これにより、光学補正部１３０を小型化することができ、表示装置の小型化が可能となる。

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４０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４０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１６０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４０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１６０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４０から表示部１６０に入力され、表示装置において表示が行われる。

処理部４０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、反射透過部、光学部、投影部、光学補正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。

１０…第１面、 ２０…第２面、 ４０…処理部、 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、 ８１…眼、 １００〜１０４…表示装置、 １１０…反射透過部、 １１１、１１２…レンズ、 １２０…反射部、 １３０…光学補正部、 １３０ａ…光軸、 １４０…投影部、 １５０…光学部、 １６０…表示部、 １６０ｅ…画素、 １７０…保持部、 １８０…映像補正部、 ３００…球面レンズ、 ３１０…シリンドリカルレンズ、 ３２０…トーリックレンズ、 Ｌｅ…背景光、 Ｌｉ…画像光、 θ…入射角、 α…補正項

Claims (18)

1. 画像情報を含む画像光を出射する表示部と、
   前記画像光の少なくとも一部を反射させ背景光の少なくとも一部を透過させる反射透過部と、
   前記画像光の光路上において、前記表示部と前記反射透過部との間に設けられた光学部と、
   を備え、
   前記光学部の屈折力は、前記反射透過部を透過する前記背景光に対する前記反射透過部の屈折力に応じて定められる表示装置。
2. 前記反射透過部は、第１面と、前記画像光が入射する第２面と、を有し、前記第１面と前記第２面との間に設けられ前記画像光を反射させる反射部を含む請求項１記載の表示装置。
3. 前記反射透過部の前記屈折力は、前記第１面の有する第１屈折力と、前記第２面の有する第２屈折力と、に応じて定まる請求項２記載の表示装置。
4. 前記光学部の前記屈折力は、前記第１屈折力と前記第２屈折力との差に応じて定められる請求項３記載の表示装置。
5. 前記光学部の前記屈折力は、前記画像光の前記反射透過部に対する入射角に応じて定められる請求項４記載の表示装置。
6. 前記入射角は、９０度よりも小さい請求項５記載の表示装置。
7. 前記入射角は、２０度以上７０度以下である請求項６記載の表示装置。
8. 前記光学部は、前記画像光を投影する投影部と、前記画像光の光路上に設けられた光学補正部と、を含み、
   前記光学補正部の屈折力をＤとし、前記第１屈折力をＤ１とし、前記第２屈折力をＤ２とし、前記入射角に応じて定められる値をαとしたときに、
   Ｄ＝（Ｄ１−Ｄ２）／（１−ｄ×Ｄ２）＋α （１）、
   −３．０≦α≦３．０ （２）
   の関係を満たす請求項５〜７のいずれか１つに記載の表示装置。
9. 前記表示部と、前記反射透過部と、前記光学部と、を保持する保持部をさらに備えた請求項１〜８のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記光学部は、前記画像光を投影する投影部と、前記反射透過部の前記屈折力に応じて定められた屈折力を有する光学補正部と、を含む請求項１〜７のいずれか１つに記載の表示装置。
11. 前記表示部と、前記反射透過部と、前記光学部とを保持する保持部をさらに備え、
    前記光学補正部は、前記保持部に対して着脱可能である請求項１０記載の表示装置。
12. 前記光学補正部は、トーリックレンズ、シリンドリカルレンズ、及び、球面レンズの少なくともいずれかを含む請求項１０または１１に記載の表示装置。
13. 前記反射透過部の前記屈折力に応じて前記画像情報を導出する映像補正部をさらに備えた請求項１〜１２のいずれか１つに記載の表示装置。
14. 前記映像補正部は、前記反射透過部に対応する予め定められたパラメータに基づいて前記画像情報を導出する請求項１３記載の表示装置。
15. 前記反射透過部は、並列に配置され、入射した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１〜１４のいずれか１つに記載の表示装置。
16. 前記反射透過部は、近視、遠視、及び乱視の少なくともいずれかを矯正する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の表示装置。
17. 画像情報を含む画像光を出射する表示部と、
    前記画像光が通過する光学部と、
    を備え、
    前記光学部を出射した前記画像光は、反射透過部に入射し、
    前記反射透過部は、前記入射した前記画像光の少なくとも一部を反射させ、
    前記反射透過部は、背景光を透過させ、
    前記光学部の屈折力は、前記反射透過部を透過する前記背景光に対する前記反射透過部の屈折力に応じて定められる表示装置。
18. 前記反射透過部は、第１面と、前記画像光が入射する第２面と、を有し、前記第１面と前記第２面との間に設けられ前記画像光を反射させる反射部を含み、
    前記反射透過部の前記屈折力は、前記第１面の有する第１屈折力と、前記第２面の有する第２屈折力と、に応じて定まり、
    前記光学部は、前記画像光を投影する投影部と、前記画像光の光路上に設けられた光学補正部と、を含み、
    前記光学補正部の屈折力をＤとし、前記第１屈折力をＤ１とし、前記第２屈折力をＤ２とし、前記画像光の前記反射透過部に対する入射角に応じて定められる値をαとしたときに、
    Ｄ＝（Ｄ１−Ｄ２）／（１−ｄ×Ｄ２）＋α （１）、
    −３．０≦α≦３．０ （２）
    の関係を満たす請求項１７記載の表示装置。