JP2022045507A - 眼鏡型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の画素の光が互いに異なる方向からユーザの眼に入射することによって映像が重複して見えてしまうことを抑制できる眼鏡型画像表示装置１を提供すること。【解決手段】ユーザに装着される眼鏡型画像表示装置１は、一方の表面５０Ａａ及び他方の表面５０Ａｂを有する透明な基板５０Ａと、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａに向けて、画像情報を含む光である画像光を出射する画像出力部１２と、画像出力部１２から出射された画像光を複製して、再生用参照光として透過する透過ホログラム５０Ｂと、ユーザの眼に向けて、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光を反射する反射ホログラム５０Ｃと、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について、再度反射ホログラム５０Ｃに反応する方向とは異なる方向へ進むように調整する方向調整層６０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、眼鏡型画像表示装置に関する。

従来の眼鏡型画像表示装置における画像表示方式として、例えば画像光をユーザの眼に向けて投射する網膜投射方式が知られている。しかし、網膜投射方式では、Ｅｙｅｂｏｘ（アイボックス）及び視野角が狭いという問題がある。Ｅｙｅｂｏｘとは、眼鏡型画像表示装置をユーザが装着した場合に、眼を動かしても画像（虚像）が視認可能な範囲である。そこで、Ｅｙｅｂｏｘ拡大及び視野角拡大を行う技術の一例として、透過ホログラムによって複製された光を反射ホログラムによってＥｙｅｂｏｘに集束するように反射する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

米国特許出願公開第２０２０／０１７４２５５号明細書

特許文献１のような手法において、例えば、透過ホログラムによって複製された第１の画素の光が、反射ホログラムによってＥｙｅｂｏｘに集束するように反射される一方で、反射ホログラムの回折効率が低い等の事由により反射ホログラムによって回折（反射）されなかった光については、所望しない方向に進み、映像のゴーストの原因となる。反射ホログラムで回折しなかった第１の画素の光は、反射ホログラムと空気との間の屈折率の差によって反射された後、基板内において反射を繰り返しながら進み、反射ホログラムによって、第１の画素とは異なる第２の画素の光と同じ方向からＥｙｅｂｏｘに集束するように反射されてしまう場合がある。このように、同一の画素（上述した例では第１の画素）の光が互いに異なる方向から反射されると、ユーザからは映像が重複して見えてしまうという問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、同一の画素の光が互いに異なる方向からユーザの眼に入射することによって映像が重複して見えてしまうことを抑制できる眼鏡型画像表示装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る眼鏡型画像表示装置は、ユーザに装着される眼鏡型画像表示装置であって、一方の表面及び他方の表面を有する透明な基板と、基板の一方の表面に向けて、画像情報を含む光である画像光を出射する画像出力部と、基板の一方の表面側に設けられ、画像出力部から出射された画像光を複製して、再生用参照光として透過する透過ホログラムと、基板の他方の表面側に設けられ、ユーザの眼に向けて、透過ホログラムを透過した再生用参照光を反射する反射ホログラムと、反射ホログラムにおける基板の他方の表面に接する面と反対側の面に設けられ、反射ホログラムにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について、再度反射ホログラムに反応する方向とは異なる方向へ進むように調整する方向調整層と、を備える。

本開示の一態様に係る眼鏡型画像表示装置では、画像情報を含む光である画像光が複製され、反射ホログラムの再生用参照光として透過ホログラムを透過した後、反射ホログラムにおいてユーザの眼に向けて反射される。ここで、反射ホログラムの回折効率が低い等の事由によって、透過ホログラムを透過した再生用参照光の一部については反射ホログラムで反射されずに基板内に戻り、基板内で反射を繰り返しながら進み、再度反射ホログラムに入射してしまう。このような、反射ホログラムで回折しなかった一部の再生用参照光が、所望の場所以外で再度反射ホログラムに照射され回折することによって、ユーザの眼には映像が重複して見えてしまうことが問題となる。この点、本開示の一態様に係る眼鏡型画像表示装置では、複製され透過された再生用参照光のうち、反射ホログラムにおいてユーザの眼に向けて反射されなかった一部の再生用参照光は、再度反射ホログラムに反応しないように、反射ホログラムを露光したすべての角度とは異なる方向へ進むように方向調整される。このような構成によれば、反射ホログラムで回折せずに、基板内を進む一部の再生用参照光が、再度反射ホログラムに入射することが回避される。これにより、同一の画素に係る再生用参照光が異なる方向からユーザの眼に入射することが防止され、映像が重複して見えてしまうことを抑制できる。

本発明によれば、同一の画素の光が互いに異なる方向からユーザの眼に入射することによって映像が重複して見えてしまうことを抑制できる眼鏡型画像表示装置を提供することができる。

眼鏡型画像表示装置を模式的に示す図である。 レンズにおける光の複製及び反射の例を示す図である。 方向調整層の第１の態様を示す図である。 方向調整層の第２の態様を示す図である。 方向調整層の第３の態様を示す図である。 比較例に係るレンズにおける再生用参照光の光路の例を示す図である。 変形例に係る方向調整層の第４の態様を示す図である。 変形例に係る方向調整層の第５の態様を示す図である。 制御部のハードウェア構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１を模式的に示す図である。眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡のレンズ面に画像（静止画像及び動画像）を表示することにより、眼鏡を装着したユーザ（以下、単に「ユーザ」と記載）に画像を視認させる表示装置である。眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡のテンプル５２に組み付けられた画像表示ユニット１０から出射された画像光をユーザの瞳孔に入射させることにより、ユーザに画像を視認させる。なお、画像表示ユニット１０においてディスプレイはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャンディスプレイが望しいが、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）やＤＭＤ（DigitalMirror Device）等の平面ディスプレイであってもよい。また、ディスプレイ表示に用いられる照明光としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の光を用いてもよいし、レーザー光を用いてもよい。

眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡の基本構成を具備しており、図１に示されるように、両眼に対応する一対のレンズ５０、両眼のレンズ５０を保持するフレーム間を架け渡すブリッジ５１、及び、両眼のレンズ５０を保持するフレームに連続すると共にユーザの側頭部に固定される一対のテンプル５２等の構成を備えている。レンズ５０は、入射した（投影された）画像光の少なくとも一部をユーザの瞳孔に向けて反射する。レンズ５０の入射面において反射した画像光は、瞳孔から見て虚像として像を形成する。これにより、ユーザに画像を視認させることができる。

眼鏡型画像表示装置１は、画像表示ユニット１０を備えている。画像表示ユニット１０は、コンテンツ蓄積部１１と画像出力部１２と制御部１３とを備える。画像出力部１２は、例えばテンプル５２上に配置される。なお、眼鏡型画像表示装置１は、上述した画像表示ユニット１０の各構成を、両眼それぞれに対応して有しているが、当該両眼それぞれに対応する構成の機能は互いに同一であるため、以下の説明においては片方の眼に対応した構成のみを説明する。

コンテンツ蓄積部１１は、ユーザに視認させるコンテンツを蓄積する構成であり、ユーザに視認させるコンテンツとは、本実施形態ではレンズ５０に投影される画像である。コンテンツ蓄積部１１は、テンプル５２上に配置されていてもよいし、テンプル５２から離れた位置に配置されていてもよい。

画像出力部１２は、画像情報を含む光である画像光を出力する構成であり、有線または無線接続によりコンテンツ蓄積部１１から画像情報を取得し、取得した画像情報に関する画像光を出射する。画像出力部１２には、光源及びディスプレイが含まれ、光源から出射された照射光をディスプレイにおいて反射させて、画像情報を含む画像光として出力する。

制御部１３は、各種の制御を行う回路である。制御部１３のハードウェア構成については後述する。制御部１３は、例えば、画像出力部１２によって、コンテンツ蓄積部１１からの画像の取得及び画像光の出射が行われるように、画像出力部１２に所定の制御信号を出力する。

図２は、レンズ５０における光の複製及び反射の例を示す図である。図２に示されるように、レンズ５０は、基板５０Ａと、透過ホログラム５０Ｂと、反射ホログラム５０Ｃと、を備える。

基板５０Ａは、一方の表面５０Ａａ及び他方の表面５０Ａｂを有する透明な板状の部材であり、例えばガラス、プラスチック等によって構成される。一方の表面５０Ａａとは、ユーザの眼に近くなる側の表面である。他方の表面５０Ａｂとは、ユーザの眼から遠くなる側の表面である。基板５０Ａの屈折率は、透過ホログラム５０Ｂおよび反射ホログラム５０Ｃとの接面において、光が反射せず通過することのできる範囲の屈折率となっている。

透過ホログラム５０Ｂは、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａ側に設けられ、画像出力部１２から出射された画像光を複製して、再生用参照光として透過する。透過ホログラム５０Ｂは、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａに接するように配置される。透過ホログラム５０Ｂには、画像出力部１２から出射された画像光が、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａと接しない面から入射する。透過ホログラム５０Ｂは、複製した再生用参照光を、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａに接する面から放射状に透過する。透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光は、ユーザに視認させるディスプレイ映像全体の再生用参照光である。透過ホログラム５０Ｂは、例えばガラス、プラスチック等により構成された透明なカバーを有していてもよい。透明なカバーは、透過ホログラム５０Ｂの表面のうち、片面又は両面に接するように配置される。

反射ホログラム５０Ｃは、基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂ側に設けられ、ユーザの眼に向けて、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光を反射する。反射ホログラム５０Ｃは、基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接するように配置される。反射ホログラム５０Ｃには、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光が、基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面から入射する。反射ホログラム５０Ｃは、反射光が互いに平行な方向へ進むように再生用参照光を反射する。ここでの「互いに平行な方向へ進む」とは、同じ画像における同じ位置の画素からの画像光が、透過ホログラム５０Ｂにより複製され、反射ホログラム５０Ｃにより反射された後、ユーザの眼に向けて互いに平行な方向へ進むことである。反射ホログラム５０Ｃは、例えばガラス、プラスチック等により構成された透明なカバーを有していてもよい。透明なカバーは、反射ホログラム５０Ｃの表面のうち、片面又は両面に接するように配置される。

図２では、説明のため、画像出力部１２から出射された画像光のうちの端部の画像光Ａ及びＢ、並びに、これらの透過光及び反射光の進路を示している。実際には、画像光Ａ及びＢのほか、各画素についての画像光が存在する。画像出力部１２は、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａに向けて、画像情報を含む光である画像光Ａ及びＢを出射する。透過ホログラム５０Ｂは、画像出力部１２から出射された画像光Ａを複製して、再生用参照光Ａ１、Ａ２、及びＡ３として透過する。反射ホログラム５０Ｃは、ユーザの眼に向けて、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光Ａ１、Ａ２、及びＡ３を反射する。このとき、反射ホログラム５０Ｃは、再生用参照光Ａ１、Ａ２、及びＡ３のそれぞれに対応する反射光ＡＲ１、ＡＲ２、及びＡＲ３が互いに平行な方向へ進むように反射する。同様に、透過ホログラム５０Ｂは、画像出力部１２から出射された画像光Ｂを複製して、再生用参照光Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３として透過する。反射ホログラム５０Ｃは、ユーザの眼に向けて、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３を反射する。このとき、反射ホログラム５０Ｃは、再生用参照光Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３のそれぞれに対応する反射光ＢＲ１、ＢＲ２、及びＢＲ３が互いに平行な方向へ進むように反射する。

透過ホログラム５０Ｂは、複製後の各再生用参照光の収差度合いが同じになるように調整することが望ましい。具体的には、透過ホログラム５０Ｂは、再生用参照光Ａ１及びＢ１が平行になるように調整する。同様に、透過ホログラム５０Ｂは、再生用参照光Ａ２及びＢ２が平行になるように調整し、再生用参照光Ａ３及びＢ３が平行になるように調整する。これにより、透過ホログラム５０Ｂは、画像光Ａから複製され、透過された再生用参照光Ａ１、Ａ２、及びＡ３の収差度合いが同じになるように調整することができる。同様に、透過ホログラム５０Ｂは、画像光Ｂから複製され、透過された再生用参照光Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３の収差度合いも同じになるように調整することができる。

次に、図３～図５を参照して、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について説明する。図３～図５では、説明のため、再生用参照光Ａ１及びＢ１、再生用参照光Ａ１及びＢ１のそれぞれに対応する反射光ＡＲ１及びＢＲ１、並びに、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１を示している。

図３～図５に示されるように、本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１は、方向調整層６０を備える。方向調整層６０は、反射ホログラム５０Ｃにおける基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面と反対側の面に設けられ、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について、再度反射ホログラム５０Ｃに反応する方向とは異なる方向へ進むように調整する。例えば、方向調整層６０は、一部の再生用参照光ＡＴ１が再度反射ホログラム５０Ｃに反応しないよう、反射ホログラム５０Ｃが作成（露光）された際の参照光のすべての角度とは異なる方向へ進むように調整する。

図３は、方向調整層６０の第１の態様を示す図である。方向調整層６０Ａは、透明なフィルム状およびガラス板の部材であり、例えばフィルムはプラスチック等から構成される。方向調整層６０Ａは、反射ホログラム５０Ｃで回折しなかった光が入射できる屈折率を持ち、反射ホログラム５０Ｃに接するように配置されてもよいし、反射ホログラム５０Ｃの表面に透明なカバーがある場合には、そのカバーの表面上に設置されてもよい。

方向調整層６０Ａは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１が基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに向かって進まないように、該再生用参照光ＡＴ１の方向を調整する。方向調整層６０Ａには、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１が、反射ホログラム５０Ｃに接する面から入射する。再生用参照光ＡＴ１は、方向調整層６０Ａの内部を進む。方向調整層６０Ａは、方向調整層６０Ａにおける反射ホログラム５０Ｃに接する面と反対側の表面から、再生用参照光ＡＴ１を空気中に出射（透過）させる。このようにして、方向調整層６０Ａは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１の方向を調整し、当該再生用参照光ＡＴ１が再度反射ホログラムに反応する方向に進まないように調整する。

方向調整層６０Ａにおける反射ホログラム５０Ｃに接する面と反対側の表面には、方向調整層６０Ａと空気との屈折率差をなくすように微細加工が施されていてもよい。微細加工は、例えば、モスアイ構造の加工とされてもよい。モスアイ構造とは、根本側から先端側にかけて細くなり、可視光の波長３８０～７８０ｎｍよりも小さい突起が林立する構造である。このような微細加工によれば、方向調整層６０Ａと空気との屈折率差が、突起の根本側から先端側にかけて段階的に減少するため、方向調整層６０Ａと空気との境界における反射が抑制される。

図４は、方向調整層６０の第２の態様を示す図である。方向調整層６０Ｂは、光路を変更する機能を有する透明な部材であり、例えば、平凹レンズ、フレネルレンズ、回折光学素子、リニアプリズム、一定の角度を持つガラス板等により構成される。以下、方向調整層６０Ｂが平凹レンズであるとして説明する。方向調整層６０Ｂは、レンズ面のうちの平面と反射ホログラム５０Ｃとが接するように配置される。

方向調整層６０Ｂは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１を基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂの方向に反射する部材である。方向調整層６０Ｂは、反射後において反射ホログラム５０Ｃにおける基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面から反射ホログラム５０Ｃに入射する一部の再生用参照光ＡＴ１の入射角度が、一部の再生用参照光ＡＴ１に対して反射ホログラム５０Ｃが反応する角度とならないように、一部の再生用参照光ＡＴ１を反射する。方向調整層６０Ｂには、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１が、反射ホログラム５０Ｃに接する面から入射する。再生用参照光ＡＴ１は、方向調整層６０Ｂの内部を進む。方向調整層６０Ｂは、凹面と空気との境界において、基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂの方向に再生用参照光ＡＴ１を反射する。方向調整層６０Ｂは、再生用参照光ＡＴ１が基板５０Ａ内で反射され、反射ホログラム５０Ｃに対して基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面から再び入射したとしても、反射ホログラム５０Ｃが再生用参照光ＡＴ１に反応しないように、再生用参照光ＡＴ１の反射角度を変更する。反射角度は、反射ホログラム５０Ｃの角度選択性に応じて調整される。角度選択性とは、露光時の記録用参照光とは異なる角度でホログラムに入射する再生用参照光については、映像を再生しない（反応しない）ホログラムの一般的な性質のことである。このようにして、方向調整層６０Ｂは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光ＡＴ１の方向を調整する。

方向調整層６０Ｂにより反射された再生用参照光ＡＴ１は、基板５０Ａ内を反射しながら進む。眼鏡型画像表示装置１は、レンズ５０のうちの透過ホログラム５０Ｂ若しくは反射ホログラム５０Ｃを有しない端部から、再生用参照光ＡＴ１を空気中に透過してもよいし、光吸収シート等により吸収してもよい。

図５は、方向調整層６０の第３の態様を示す図である。方向調整層６０Ｂの凹面の屈折によっては、ユーザからは外の景色が歪むように見える場合がある。このような歪みを改善する構成として、眼鏡型画像表示装置１は、平凸レンズ７０をさらに備えてもよい。平凸レンズ７０の凸面に係る曲率は、方向調整層６０Ｂの凹面に係る曲率と一致する。平凸レンズ７０は、平凸レンズ７０の凸面と方向調整層６０Ｂの凹面とが対向するように、且つ平凸レンズ７０と方向調整層６０Ｂとの間に空気の層が設けられるように離間して配置される。平凸レンズ７０は、レンズ５０を保持するフレームによって固定されてもよい。平凸レンズ７０と方向調整層６０Ｂとの間に設けられた空気の層によって、反射ホログラム５０Ｃを透過した一部の再生用参照光ＡＴ１が平凸レンズ７０に進むことなく、方向調整層６０Ｂにより反射される。そして、平凸レンズ７０の凸面に係る曲率と方向調整層６０Ｂの凹面に係る曲率とが一致するため、ユーザからは外の景色が歪むことなく視認できる。

次に、比較例と比較しながら、本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１の作用効果について説明する。まず、図６を参照しながら、比較例に係る光路の例を説明する。

図６は、比較例に係るレンズ５００における再生用参照光の光路の例を示す図である。反射ホログラム５００Ｃは、透過ホログラム５００Ｂにより透過された再生用参照光Ａ１、Ｂ１、及びＣ１を、それぞれ反射光ＡＲ１、ＢＲ１、及びＣＲ１としてユーザの眼に向けて反射する。一方、反射ホログラム５００Ｃの回折効率が低い等の事由により反射ホログラム５００Ｃによって反射されなかった再生用参照光ＡＴ１は、反射ホログラム５００Ｃを透過する。再生用参照光ＡＴ１は、反射ホログラム５００Ｃと空気との間の屈折率の差によって反射された後、基板５００Ａ内において反射を繰り返しながら進み、例えば反射ホログラム５００Ｃに対してＣ１と同じ向きで入射することによって、反射光ＣＲ１と同じ方向からユーザの眼に向けて反射されてしまう場合がある。このように、同一の画素の再生用参照光Ａ１が、ＡＲ１及びＡＴ１のように互いに異なる方向から反射されると、ユーザからは映像が重複して見えてしまう。

本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１は、ユーザに装着される眼鏡型画像表示装置１であって、一方の表面５０Ａａ及び他方の表面５０Ａｂを有する透明な基板５０Ａと、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａに向けて、画像情報を含む光である画像光を出射する画像出力部１２と、基板５０Ａの一方の表面５０Ａａ側に設けられ、画像出力部１２から出射された画像光を複製して、再生用参照光として透過する透過ホログラム５０Ｂと、基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂ側に設けられ、ユーザの眼に向けて、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光を反射する反射ホログラム５０Ｃと、反射ホログラム５０Ｃにおける基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面と反対側の面に設けられ、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について、再度反射ホログラム５０Ｃに反応する方向とは異なる方向へ進むように調整する方向調整層６０と、を備える。

本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１では、画像情報を含む光である画像光が複製され、反射ホログラム５０Ｃの再生用参照光として透過ホログラム５０Ｂを透過した後、反射ホログラム５０Ｃにおいてユーザの眼に向けて反射される。ここで、反射ホログラム５０Ｃの回折効率が低い等の事由によって、透過ホログラム５０Ｂを透過した再生用参照光の一部については反射ホログラム５０Ｃで反射されずに基板５０Ａ内に戻り、基板５０Ａ内で反射を繰り返しながら進み、再度反射ホログラム５０Ｃに入射してしまう。このような、反射ホログラム５０Ｃで回折しなかった一部の再生用参照光が、所望の場所以外で再度反射ホログラム５０Ｃに照射され回折することによって、ユーザの眼には映像が重複して見えてしまうことが問題となる。この点、本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１では、複製され透過された再生用参照光のうち、反射ホログラム５０Ｃにおいてユーザの眼に向けて反射されなかった一部の再生用参照光は、再度反射ホログラム５０Ｃに反応しないように、反射ホログラム５０Ｃを露光したすべての角度とは異なる方向へ進むように方向調整される。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃで回折せずに、基板５０Ａ内を進む一部の再生用参照光が、再度反射ホログラム５０Ｃに入射することが回避される。これにより、同一の画素に係る再生用参照光が異なる方向からユーザの眼に入射することが防止され、映像が重複して見えてしまうことを抑制できる。

本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１において、方向調整層６０Ａは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに向かって進まないように、該再生用参照光の方向を調整してもよい。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が反射ホログラム５０Ｃに再び入射することなく、空気中に出射される。これにより、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、再び反射ホログラム５０Ｃによってユーザの眼に向けて反射されることが無くなる。これにより、同一の画素の光が互いに異なる方向からユーザの眼に入射することによって映像が重複して見えてしまうことを確実に防止することができる。

本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１において、方向調整層６０Ａにおける反射ホログラム５０Ｃに接する面と反対側の表面には、方向調整層６０Ａと空気との屈折率差をなくすように微細加工が施されていてもよい。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、屈折せずに空気中に出射される。これにより、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、再び反射ホログラム５０Ｃによってユーザの眼に向けて反射されることが無くなると共に、該再生用参照光の出射方向を精緻に制御することができる。

本実施形態に係る眼鏡型画像表示装置１において、方向調整層６０Ｂは、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光を基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂの方向に反射する部材であり、反射後において反射ホログラム５０Ｃにおける基板５０Ａの他方の表面５０Ａｂに接する面から反射ホログラム５０Ｃに入射する一部の再生用参照光の入射角度が、一部の再生用参照光に対して反射ホログラム５０Ｃが反応する角度とならないように、一部の再生用参照光を反射してもよい。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光に対して反射ホログラム５０Ｃが反応することが回避され、同一の画素の光が互いに異なる方向からユーザの眼に入射することによって映像が重複して見えてしまうことを確実に防止することができる。

［変形例］
以上、本開示の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。本開示はその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

実施形態では、方向調整層６０Ｂが平凹レンズであるとして説明したが、平凸レンズにより構成されてもよい。図７は、変形例に係る方向調整層６０の第４の態様を示す図である。方向調整層６０Ｃは、平凸レンズであり、レンズ面のうちの平面と反射ホログラム５０Ｃとが接するように配置される。方向調整層６０Ｃは、方向調整層６０Ｂと同様に光路を変更する機能を有する。眼鏡型画像表示装置１は、平凹レンズ８０をさらに備えてもよい。平凹レンズ８０の凹面に係る曲率は、方向調整層６０Ｃの凸面に係る曲率と一致する。平凹レンズ８０は、レンズ面のうちの平面と透過ホログラム５０Ｂとが接するように配置される。平凹レンズ８０の凹面に係る曲率と方向調整層６０Ｃの凸面に係る曲率とが一致するため、ユーザからは外の景色が歪むことなく視認できる。

実施形態では、方向調整層６０Ｂが平凹レンズであるとして説明したが、一定の角度を持つガラス板により構成されてもよい。図８は、変形例に係る方向調整層６０の第５の態様を示す図である。方向調整層６０Ｄは、一定の角度を持つ斜面、及び平面を有している。方向調整層６０Ｄは、方向調整層６０Ｄのうちの平面と反射ホログラム５０Ｃとが接するように配置される。方向調整層６０Ｄは、方向調整層６０Ｂと同様に光路を変更する機能を有する。眼鏡型画像表示装置１は、ガラス板９０をさらに備えてもよい。ガラス板９０は、一定の角度を持つ斜面、及び平面を有している。ガラス板９０の斜面に係る角度は、方向調整層６０Ｄの斜面に係る角度と一致する。ガラス板９０は、ガラス板９０の斜面と方向調整層６０Ｄの斜面とが対向するように、且つガラス板９０と方向調整層６０Ｄとの間に空気の層が設けられるように離間して配置される。ガラス板９０の斜面に係る角度と方向調整層６０Ｄの斜面に係る角度とが一致するため、ユーザからは外の景色が歪むことなく視認できる。

方向調整層６０は、特定波長の光を吸収するシートにより構成されてもよい。方向調整層６０は、例えば、可視光の波長を吸収することにより、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光を吸収する。これにより、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、再び反射ホログラム５０Ｃによってユーザの眼に向けて反射されることが無くなる。

方向調整層６０は、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光の偏光方向を揃え、該偏光方向の光をカットするフィルムにより構成されてもよい。方向調整層６０は、例えば、反射ホログラム５０Ｃ側に配置され、横偏光を通過させる偏光板と、反射ホログラム５０Ｃとは反対側に配置されるλ／４板とを組み合わせて構成されてもよい。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が横偏光である場合、一部の再生用参照光は偏光板を通過し、λ／４板により位相が変更される。そして、一部の再生用参照光は方向調整層６０と空気との間の屈折率差により反射された後、再びλ／４板により位相が変更され、縦偏光となる。縦偏光の一部の再生用参照光は偏光板を通過しない。このようにして、方向調整層６０は、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光の偏光方向を揃え、該偏光方向の光をカットすることにより、一部の再生用参照光が再び反射ホログラム５０Ｃによってユーザの眼に向けて反射されることが無くなる。

方向調整層６０は、特定の角度で入射した光（レンズ５０の臨界角に対応した角度）のみを透過させるダイクロイックフィルタにより構成されてもよい。このような構成によれば、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、反射ホログラム５０Ｃに再び入射することなく、空気中に出射される。これにより、反射ホログラム５０Ｃにおいて反射されなかった一部の再生用参照光が、再び反射ホログラム５０Ｃによってユーザの眼に向けて反射されることが無くなる。

最後に、眼鏡型画像表示装置１に含まれる制御部１３のハードウェア構成について、図９を参照して説明する。上述の制御部１３は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。制御部１３のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

制御部１３における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、制御部１３における画像出力部１２に所定の制御信号を出力する等の制御機能はプロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、制御部１３における画像出力部１２に所定の制御信号を出力する等の制御機能は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（ElectricallyErasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１やメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、制御部１３は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broad-band）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-Wide Band）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。

ユーザ端末は、当業者によって、移動端末、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。

本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

本明細書で「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

「含む（include）」、「含んでいる（including）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。

本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。

１…眼鏡型画像表示装置、１２…画像出力部、５０Ａ…基板、５０Ａａ…一方の表面、５０Ａｂ…他方の表面、５０Ｂ…透過ホログラム、５０Ｃ…反射ホログラム、６０…方向調整層、６０Ａ…方向調整層、６０Ｂ…方向調整層。

Claims (4)

1. ユーザに装着される眼鏡型画像表示装置であって、
   一方の表面及び他方の表面を有する透明な基板と、
   前記基板の一方の表面に向けて、画像情報を含む光である画像光を出射する画像出力部と、
   前記基板の一方の表面側に設けられ、前記画像出力部から出射された画像光を複製して、再生用参照光として透過する透過ホログラムと、
   前記基板の他方の表面側に設けられ、前記ユーザの眼に向けて、前記透過ホログラムを透過した前記再生用参照光を反射する反射ホログラムと、
   前記反射ホログラムにおける前記基板の他方の表面に接する面と反対側の面に設けられ、前記反射ホログラムにおいて反射されなかった一部の再生用参照光について、再度前記反射ホログラムに反応する方向とは異なる方向へ進むように調整する方向調整層と、
   を備える眼鏡型画像表示装置。
2. 前記方向調整層は、前記反射ホログラムにおいて反射されなかった前記一部の再生用参照光が前記基板の他方の表面に向かって進まないように、該再生用参照光の方向を調整する、請求項１記載の眼鏡型画像表示装置。
3. 前記方向調整層における前記反射ホログラムに接する面と反対側の表面には、前記方向調整層と空気との屈折率差をなくすように微細加工が施されている、請求項２記載の眼鏡型画像表示装置。
4. 前記方向調整層は、前記反射ホログラムにおいて反射されなかった前記一部の再生用参照光を前記基板の他方の表面の方向に反射する部材であり、反射後において前記反射ホログラムにおける前記基板の他方の表面に接する面から前記反射ホログラムに入射する前記一部の再生用参照光の入射角度が、前記一部の再生用参照光に対して前記反射ホログラムが反応する角度とならないように、前記一部の再生用参照光を反射する、請求項１記載の眼鏡型画像表示装置。

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