JP2022084180A - 画像表示装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】没入感の更なる向上の実現や、レンダリングコストの更なる抑制の実現や、伝送コストの更なる抑制の実現をすることができる、画像表示装置を提供すること。【解決手段】ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備え、該２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び該３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、該ビームスプリッタと、該接眼レンズとをこの順で介して、該ユーザの両眼のそれぞれに入射される、画像表示装置を提供する。【選択図】図１

Description

本技術は、画像表示装置及び表示装置に関する。

近年、ユーザの眼の前にある現実の風景などの外界の光景に画像（映像）を重ねて表示する技術（ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）技術）や、ユーザの眼の前にある現実とは違う現実を画像（映像）として表示する技術（ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ：仮想現実）技術）に注目が集まっている。これらの技術を利用した製品の一つとして、例えば、３次元画像（３次元映像）を表示する頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。頭部装着型ディスプレイは、ユーザの頭部に装着して使用される。

例えば、特許文献１では、インテグラルイメージング光学部品を有する、ウェアラブル３Ｄ拡張現実ディスプレイに関する技術が提案されている。

また、例えば、特許文献２では、両眼のそれぞれに、ライトフィールドプロジェクタを有する、ヘッドマウントライトフィールドディスプレイシステム（ＨＭＤ）に関する技術が提案されている。

特表２０１７－５１５１６２号公報 特表２０１５－５２１２９８号公報

しかしながら、特許文献１及び２で提案された技術では、没入感の更なる向上や、レンダリングコストの更なる抑制や、伝送コストの更なる抑制を図れないおそれがある。

そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、没入感の更なる向上の実現や、レンダリングコストの更なる抑制の実現や、伝送コストの更なる抑制の実現をすることができる、画像表示装置及びその画像表示装置を備える表示装置を提供することを主目的とする。

本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、驚くべきことに、没入感の更なる向上の実現や、レンダリングコストの更なる抑制の実現や、伝送コストの更なる抑制の実現に成功し、本技術を完成するに至った。

すなわち、本技術は、第１の側面として、
ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備え、
該２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び該３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、該ビームスプリッタと、該接眼レンズとをこの順で介して、該ユーザの両眼のそれぞれに入射される、画像表示装置を提供する。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記ビームスプリッタがハーフミラーでもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像と、前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像とが重畳されてもよく、その重畳された画像が、前記ユーザに視認されてよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示されてもよく、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の一部に表示されてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示されてもよく、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の略中心部に表示されてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において矩形状の範囲で表示されてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において円形状の範囲で表示されてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において楕円形状の範囲で表示されてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、超多眼方式を用いて３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置において、
前記３次元画像形成装置が、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置は、前記ビームスプリッタと前記接眼レンズとを含む自由曲面レンズを備えていてもよい。

本技術に係る第１の側面の画像表示装置は、視線検出装置を更に備えていてもよい。

本技術は、第２の側面として、
ユーザの頭部に装着されるフレームと、
該フレームに取り付けられた画像表示装置と、を備え、
該画像表示装置が、本技術に係る第１の側面の画像示装置である、表示装置を提供する。

本技術によれば、没入感の更なる向上や、レンダリングコストの更なる抑制や、伝送コストの更なる抑制が実現され得る。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１は、本技術を適用した第１の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図２は、本技術を適用した第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の一例を示す図である。 図３は、本技術を適用した第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例１を示す図である。 図４は、本技術を適用した第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例２を示す図である。 図５は、本技術を適用した第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例３を示す図である。 図６は、本技術を適用した第２の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図７は、本技術を適用した第３の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図８は、本技術を適用した第４の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図９は、本技術を適用した第５の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図１０は、本技術を適用した第６の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図１１は、本技術を適用した第７の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。 図１２は、本技術を適用した第８の実施形態の画像表示装置の構成例を示す図である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面を用いた説明においては、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

なお、説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．第１の実施形態（画像表示装置の例１）
３．第２の実施形態（画像表示装置の例２）
４．第３の実施形態（画像表示装置の例３）
５．第４の実施形態（画像表示装置の例４）
６．第５の実施形態（画像表示装置の例５）
７．第６の実施形態（画像表示装置の例６）
８．第７の実施形態（画像表示装置の例７）
９．第８の実施形態（画像表示装置の例８）
１０．第９の実施形態（表示装置の例１）

＜１．本技術の概要＞
まず、本技術の概要について説明をする。

本技術は、３次元映像を提示する画像表示装置及びその画像表示装置を備える表示装置（例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。)に関する。

頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、両眼視差を提示する一方で、奥行知覚として焦点調節が誘発されない構造を採用する場合があり、この場合、輻輳調節矛盾（ＶＡＣ：Ｖｅｒｇｅｎｃｅ Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｌｉｃｔ）を引き起こすことがある。ＶＡＣは、両眼視差により提示された画像に対し輻輳角が反応する一方で、焦点調節が映像表示面に固定される現象であり、３Ｄ酔いや、ＶＲ酔いや、眼精疲労、頭痛等の生理的不快感や、ユーザ年齢の制約の要因等となる。

例えば、技術例１及び技術例２として、ＶＡＣを解決するＨＭＤとして、ホログラフィのように光波面を再現する方法や、ライトフィールドのように光線の位置と角度とを再現する方法が挙げられる。しかしながら、これらの方法は、奥行情報を付加するため、位相情報や角度情報を再現する必要があり、レンダリングコストや伝送コストが膨大になることがある。その結果として、解像度を低く抑える、又は視野を狭く制限する等の妥協が見られることが多く、没入感が阻害される。

例えば、技術例３として、ディスプレイとマイクロレンズアレイとから構成されるインテグラルイメージング方式のライトフィールドを用いて奥行情報を有する映像を表示する頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。この技術例３においては、ライトフィールドにより生成された映像と、光学系を透過した現実世界とを重畳し、拡張現実をユーザに提示する。しかしながら、この技術例３においては、高解像度に映像を表示するため、視野を中心付近の限られた領域に制限しなければならず、没入感を得ることが困難である。

また、例えば、技術例４として、上記の技術例３と同様に、インテグラルイメージング方式のライトフィールドを用いて奥行情報を有する映像を表示する頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。この技術例４においては、ライトフィールドを生成するディスプレイは微小な光源であるＬＥＤエミッタから構成されて、ＬＥＤエミッタを並べたディスプレイを機械的に移動させ、表示映像と同期させることで、時間分割により高解像度なライトフィールドを全視野にわたり生成することができる。しかしながら、この技術例４においては、視野全域にわたり高解像度の映像を表示するためには、高速に大量の映像をレンダリングして表示する必要があり、レンダリングコストや伝送コストの増大を招くおそれがある。

さらに、例えば、技術例５として、ＶＡＣを解決する頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ: Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）が挙げられる。この技術例５は、上記の技術例１～４以外の技術例として、虚像面を多層化する方法の技術である。この方法は、構造・機構が簡易であり、特殊な装置の要求や高コストな計算を伴わずに実装できる。しかしながら、この方法では、奥行情報は離散的であり、ユーザの眼のＶＡＣを十分に軽減させ、生理的不快感を解消するためには、虚像面数を増加させる必要があり、ＨＭＤが大型化する可能性がある。

本技術は、上記のような状況を鑑みてなされたものである。本技術は、例えば、２次元画像形成装置（例えば、２次元表示ディスプレイ）、３次元画像形成装置（例えば、３次元表示ディスプレイ）、ビームスプリッタ（例えば、ハーフミラー）及び接眼レンズを用いた光学回路から構成される。この構成は、両眼で用意される。本技術においては、２次元表示ディスプレイは、左右眼の視差を利用したステレオ立体映像を、視野全域に表示してよく、３次元表示ディスプレイは、ライトフィールド等を用いて、奥行情報を有して、焦点調節が誘発される立体画像（立体映像）を、視野中心の限られた範囲に表示してよい。２次元表示ディスプレイと３次元表示ディスプレイとが提示する画像（映像）は、光学回路を通ることで重畳されてユーザに視認され得る。

本技術は、焦点調節を誘発しない２次元画像（２次元映像）を広視野に、焦点調節を誘発する高解像度な３次元画像（３次元映像）を限られた視野範囲に重畳して提示することができる。したがって、本技術によれば、輻輳調節矛盾が解決され、かつ高い没入感を得ることができ、また、本技術に係る画像表示装置の構造は比較的簡易にすることができるので、製造や組立コストを抑制することができる。さらに、本技術によれば、奥行情報を有する高解像度な映像を、例えば視野の中心に制限することできるので、視野全域に表示した場合に比べ、レンダリングコストや伝送コストを抑制することができる。

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。

＜２．第１の実施形態（画像表示装置の例１）＞
本技術に係る第１の実施形態（画像表示装置の例１）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成する。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置は、焦点調節を誘発しない２次元画像（２次元映像）を広視野に、焦点調節を誘発する高解像度な３次元画像（３次元映像）を限られた視野範囲に重畳して提示することができる。この画像表示方法（映像表示方法）により低コストで、輻輳調節矛盾が解決され、かつ高い没入感を得ることができる。

本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置は、片眼毎に、ステレオ画像（ステレオ映像）を提示する２次元画像形成装置（例えば、２次元表示ディスプレイ）、ライトフィールド等を用いて奥行情報を有する３次元画像（３次元映像）を提示する３次元画像形成装置（例えば、３次元表示ディスプレイ）、２次元画像（２次元映像）と３次元画像（３次元映像）とを重畳するビームスプリッタ及び接眼レンズを備える。２次元画像形成装置（例えば、２次元表示ディスプレイ）は、視野全域にわたる広範囲にステレオ画像を表示する。３次元画像形成装置（例えば、３次元表示ディスプレイ）は、限られた視野範囲に、高解像度に奥行情報を再現することができ、ライトフィールド方式に限らずホログラフィ方式（後述する本技術に係る第４の実施形態の画像表示装置等を参照。）や多層化像（虚像）面方式（後述する本技術に係る第５及び第６の実施形態の画像表示装置等を参照。）などを用いてもよい。

本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置は、これまでにＶＡＣを改善するＨＭＤとして前述された技術例１～５に比べ、比較的シンプルな構成で、広視野・高解像度を達成し、かつ、レンダリングコストや伝送コストを抑制することが可能である。人間の眼は視中心領域の視力が最も高く、それ以外の領域では低い。したがって、人間は視野周辺領域における画質劣化には鈍感である。

この特性を利用し、後述する図２に示されるように、高解像度で奥行情報を有する３次元画像（３次元映像）を視野の略中心部に表示し、低解像度で広視野の２次元画像（２次元映像）を視野全域に表示することで、人間が高い没入感を得るために必要な解像度および視野の広さを満たすことができる。また、限られたリソースで高い奥行再現性を得るためには、奥行を再現する視野範囲を制限することが有効である。さらに、３次元画像（３次元映像）を表示する範囲を限定することで、３次元画像（３次元映像）をレンダリングするために必要な計算コストや伝送コストを抑制することができる。

なお、上記の段落００４３～段落００４５で述べた内容は、後述する本技術に係る第２～第８の実施形態の画像表示装置にも特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。

以下、本技術に係る第１の実施形態（画像表示装置の例１）の画像表示装置について、図１～図５を用いて説明をする。

まず、図１を用いて、画像表示装置１０１を説明する。

画像表示装置１０１は、左眼用の画像表示装置１０１－Ｌと右眼用の画像表示装置１０１－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１０１－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌは、マイクロレンズ１－１－Ｌとディスプレイ１－２－Ｌとから構成される。画像表示１０１－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１０１－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１０１－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒは、マイクロレンズ１－１－Ｒとディスプレイ１－２－Ｒとから構成される。画像表示１０１－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１０１－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１０１においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

図２を用いて説明する。図２は、本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の一例を示す図である。

図２に示される画像表示装置１０２は、２次元表示ディスプレイ２と、インテグラルイメージング方式（ライトフィールド方式）の３次元表示ディスプレイ１と、ハーフミラー３と、接眼レンズ４と、を備える。３次元表示ディスプレイ１は、マイクロレンズ１と、ディスプレイ１－２とから構成される。

図２Ａに示されるように、奥行情報が再現された３次元画像（３次元映像）は、接眼レンズ４により虚像として拡大される(点線Ｇ３２－Ａ)。また、同様に、２次元画像（２次元映像）も接眼レンズ４により虚像として拡大される(実線Ｇ２２－Ａ)。図２Ｂに示されるように、ユーザの視野の略中心部には、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３２－Ｂが表示され、ユーザの視野の略全域には、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ３２－Ｂが表示され、ユーザは、これら２つの虚像が重畳された映像を視聴することができる。

図３～図５を用いて説明をする。

図３は、本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例１を示す図であり、詳しくは、輻輳を考慮し、３次元画像（３次元映像）の虚像を表示する範囲を、図２Ｂに示される範囲に対して変更した例である。

ユーザの左眼５００－Ｌにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２３－Ｌは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３３－Ｌは、ユーザの視野の略中心部に対して右側に表示されている（図３Ａ）。図３Ａに示される参照符号Ｋ１は光軸を示し、参照符号Ｋ２は奥行情報を有する画像（映像）の中心を示し、参照符号Ｋ１と参照符号Ｋ２との距離ｄはＩＰＤ／２である。一方、ユーザの右眼５００－Ｒにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２３－Ｒは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３３－Ｒは、ユーザの視野の略中心部に対して左側に表示されている（図３Ｂ）。

図４は、本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例２を示す図であり、３次元画像（３次元映像）の範囲を円形にした例を示す図である（なお、図２Ｂ及び図３は、３次元画像（３次元映像）の範囲を矩形にした例である。）。

ユーザの左眼５００－Ｌにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２４－Ｌは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３４－Ｌは、ユーザの視野の略中心部に対して右側に円形状で表示されている（図４Ａ）。図４Ａに示される参照符号Ｋ１は光軸を示し、参照符号Ｋ２は奥行情報を有する画像（映像）の中心を示し、参照符号Ｋ１と参照符号Ｋ２との距離ｄはＩＰＤ／２である。一方、ユーザの右眼５００－Ｒにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２４－Ｒは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３４－Ｒは、ユーザの視野の略中心部に対して左側に円形状で表示されている（図４Ｂ）。

図５は、本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置が２次元画像と３次元画像とを重畳して表示する方法の変形例３を示す図であり、３次元画像（３次元映像）の範囲を楕円形にした例を示す図である（なお、上述したとおり、図２Ｂ及び図３は、３次元画像（３次元映像）の範囲を矩形にした例であり、図４は、３次元画像（３次元映像）の範囲を円形にした例である。）。

ユーザの左眼５００－Ｌにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２５－Ｌは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３５－Ｌは、ユーザの視野の略中心部に対して右側に楕円形状で表示されている（図５Ａ）。図５Ａに示される参照符号Ｋ１は光軸を示し、参照符号Ｋ２は奥行情報を有する画像（映像）の中心を示し、参照符号Ｋ１と参照符号Ｋ２との距離ｄはＩＰＤ／２である。一方、ユーザの右眼５００－Ｒにおいては、２次元画像（２次元映像）の虚像Ｇ２５－Ｒは、ユーザの視野の略全域に表示され、３次元画像（３次元映像）の虚像Ｇ３５－Ｒは、ユーザの視野の略中心部に対して左側に楕円形状で表示されている（図４Ｂ）。

以上、本技術に係る第１の実施形態（画像表示装置の例１）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第２～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜３．第２の実施形態（画像表示装置の例２）＞
本技術に係る第２の実施形態（画像表示装置の例２）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第２の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第２の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、テンソルディスプレイ方式（複数枚の透過型ディスプレイを用いる方式）を用いて３次元画像を形成する。テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像が形成されることで、計算コストはインテグラルイメージング方式に対しては増大するが、視野を制限することで既存の方法に比べて計算コストを抑制することができる。また、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像が形成されることで、より広い奥行範囲にわたり、より高解像度の映像を表示できる。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第２の実施形態（画像表示装置の例２）の画像表示装置について、図６を用いて説明をする。

図６には、画像表示装置１０６が示されている。画像表示装置１０６は、左眼用の画像表示装置１０６－Ｌと右眼用の画像表示装置１０６－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１０６－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、テンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。テンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｌは、２枚のディスプレイ１６－２－１－Ｌ及び１６－２－２－Ｌとから構成されているが、３枚以上のディスプレイから構成されてもよい。

画像表示１０６－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及びテンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１０６－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１０６－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、テンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。テンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｒは、２枚のディスプレイ１６－２－１－Ｒ及び１６－２－２－Ｒとから構成されているが、３枚以上のディスプレイから構成されてもよい。

画像表示１０６－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及びテンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ１６－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１０６－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１０６においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第２の実施形態（画像表示装置の例２）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第３～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜４．第３の実施形態（画像表示装置の例３）＞
本技術に係る第３の実施形態（画像表示装置の例３）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第３の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第３の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、超多眼方式を用いて３次元画像を形成する。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第３の実施形態（画像表示装置の例３）の画像表示装置について、図７を用いて説明をする。

図７には、画像表示装置１０７が示されている。画像表示装置１０７は、左眼用の画像表示装置１０７－Ｌと右眼用の画像表示装置１０７－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１０７－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｌは、レンチキュラーレンズ１７－１－Ｌと、ディスプレイ１７－２－Ｌとから構成される。

画像表示１０７－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及び超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１０７－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１０７－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｒは、レンチキュラーレンズ１７－１－Ｒと、ディスプレイ１７－２－Ｒとから構成される。

画像表示１０７－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及び超多眼方式の３次元表示ディスプレイ１７－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１０７－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１０７においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第３の実施形態（画像表示装置の例３）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第２の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第４～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜５．第４の実施形態（画像表示装置の例４）＞
本技術に係る第４の実施形態（画像表示装置の例４）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第４の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第４の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成する。ホログラフィ方式を用いて３次元画像が形成されることで、計算コストはインテグラルイメージング方式に対しては増大するが、視野を制限することで既存の方法に比べて計算コストを抑制することができ、そして、構造が複雑になる可能性があるが、より高解像度で、より高い奥行再現性が実現され得る。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第４の実施形態（画像表示装置の例４）の画像表示装置について、図８を用いて説明をする。

図８には、画像表示装置１０８が示されている。画像表示装置１０８は、左眼用の画像表示装置１０８－Ｌと右眼用の画像表示装置１０８－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１０８－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、ホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。ホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｌは、空間光変調器１８－２－Ｌと、光源１８－３－Ｌ（レーザ光源等）と、を有する。

画像表示１０８－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及びホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１０８－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１０８－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、ホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。ホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｒは、空間光変調器１８－２－Ｒと、光源１８－３－Ｒ（レーザ光源等）と、を有する。

画像表示１０８－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及びホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ１８－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１０８－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１０８においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第４の実施形態（画像表示装置の例４）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第３の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第５～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜６．第５の実施形態（画像表示装置の例５）＞
本技術に係る第５の実施形態（画像表示装置の例５）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第５の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第５の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、空間的に多層化された像面により、すなわち、積層されたディスプレイを用いた空間的多層化虚像面方式により、３次元画像を形成する。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第５の実施形態（画像表示装置の例５）の画像表示装置について、図９を用いて説明をする。

図９には、画像表示装置１０９が示されている。画像表示装置１０９は、左眼用の画像表示装置１０９－Ｌと右眼用の画像表示装置１０９－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１０９－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｌは、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成する。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｌは、積層されたディスプレイ１９－２－１－Ｌ及び１９－２－Ｌとから構成されている。なお、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｌは、２枚のディスプレイ１９－２－１－Ｌ及び１９－２－Ｌから構成されているが、３枚以上のディスプレイから構成されていてもよい。

画像表示１０９－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及び多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１０９－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１０９－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｒは、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成する。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｒは、積層されたディスプレイ１９－２－１－Ｒ及び１９－２－Ｒとから構成されている。なお、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｒは、２枚のディスプレイ１９－２－１－Ｒ及び１９－２－Ｒから構成されているが、３枚以上のディスプレイから構成されていてもよい。

画像表示１０９－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及び多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ１９－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１０９－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１０９においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第５の実施形態（画像表示装置の例５）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第４の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第６～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜７．第６の実施形態（画像表示装置の例６）＞
本技術に係る第６の実施形態（画像表示装置の例６）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備える。本技術に係る第６の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

また、本技術に係る第６の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、時間的に多層化された像面により、すなわち、ディスプレイを光軸方向に動かす時間的多層化虚像面方式により、３次元画像を形成する。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第６の実施形態（画像表示装置の例６）の画像表示装置について、図１０を用いて説明をする。

図１０には、画像表示装置１１０が示されている。画像表示装置１１０は、左眼用の画像表示装置１１０－Ｌと右眼用の画像表示装置１１０－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１１０－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、を備える。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｌは、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成する。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｌを、光軸方向（矢印Ｐ１０－Ｌ）に移動させることで、虚像位置を変えることができる。

画像表示１１０－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及び多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１１０－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１１０－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、を備える。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｒは、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成する。多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｒを、光軸方向（矢印Ｐ１０－Ｌ）に移動させることで、虚像位置を変えることができる。

画像表示１１０－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及び多層化像面方式の３次元表示ディスプレイ６１０－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１１０－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１１０においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第６の実施形態（画像表示装置の例６）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第５の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第７～第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜８．第７の実施形態（画像表示装置の例７）＞
本技術に係る第７の実施形態（画像表示装置の例７）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタ及び接眼レンズを含む自由曲面レンズと、を備える。本技術に係る第７の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、自由曲面レンズを介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。自由曲面レンズは、ビームスプリッタと、接眼レンズとを備える。自由曲面レンズは、例えば、接眼レンズ同士の接着面にビームスプリッタの機能を付加して作製することができる。

本技術に係る第７の実施形態の画像表示装置に、自由曲面レンズが備えられることで、本技術に係る第７の実施形態の画像表示装置を、全体的に小型化・薄型化にすることができる。

また、本技術に係る第７の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成する。なお、本技術に係る第７の実施形態の画像表示装置が備える３次元画像形成装置は、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、超多眼方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよいし、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよい。

以下、本技術に係る第７の実施形態（画像表示装置の例７）の画像表示装置について、図１１を用いて説明をする。

図１１には、画像表示装置１１１が示されている。画像表示装置１１１は、左眼用の画像表示装置１１１－Ｌと右眼用の画像表示装置１１１－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１１１－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌと、自由曲面レンズ４１１－Ｌと、を備える。自由曲面レンズ４１１－Ｌは、ビームスプリッタと、接眼レンズとから構成される。

画像表示１１１－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌから出射された第２画像光が、自由曲面レンズ４１１－Ｌを介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１１１－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１１１－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒと、自由曲面レンズ４１１－Ｒと、を備える。自由曲面レンズ４１１－Ｌは、ビームスプリッタと、接眼レンズとから構成される。

画像表示１１１－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒから出射された第２画像光が、自由曲面レンズ４１１－Ｒを介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１１１－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１１１においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。

以上、本技術に係る第７の実施形態（画像表示装置の例７）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第６の実施形態の画像表示装置、及び後述する本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜９．第８の実施形態（画像表示装置の例８）＞
本技術に係る第８の実施形態（画像表示装置の例８）の画像表示装置は、ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、視線検出装置とを備える。本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置においては、２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、ビームスプリッタと、接眼レンズとをこの順で介して、ユーザの両眼のそれぞれに入射される。

本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置に、視線検出装置が備えられることで、視線に追随し、３次元画像（３次元映像）を表示する範囲を変えることができる。視線の検出には近赤外線光源とカメラを用いることができる。視線の追随には、光軸に対して垂直な面内に動かすことができるアクチュエータ等を用いる。本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置によれば、視線方向に常に高解像度な奥行情報を持つ３次元画像（３次元映像）を表示することが可能となる。

また、本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置においては、３次元画像形成装置は、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成する。なお、本技術に係る第８の実施形態の画像表示装置が備える３次元画像形成装置は、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、超多眼方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成してもよいし、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよいし、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成してもよい。ビームスプリッタとしては、例えば、ハーフミラー等が挙げられる。

以下、本技術に係る第８の実施形態（画像表示装置の例８）の画像表示装置について、図１２を用いて説明をする。

図１２には、画像表示装置１１２が示されている。画像表示装置１１２は、左眼用の画像表示装置１１２－Ｌと右眼用の画像表示装置１１２－Ｒとから構成されている。

画像表示装置１１２－Ｌは、２次元表示ディスプレイ２－Ｌと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌと、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、視線検出装置７１２－Ｌと、を備える。視線検出装置７１２－Ｌは、光源７１２－１－Ｌ（近赤外線ＬＥＤ等）と、画像センサ７１２－２－Ｌとから構成されている。視線検出装置７１２－Ｌは、アクチュエータ等を用いて、上下方向（矢印Ｐ１２－Ｌ）及び／又は左右方向（不図示、図１２の左右方向）に視線に追随しながら動くことができる。

画像表示１１２－Ｌにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｌから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｌから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｌと、接眼レンズ４－Ｌと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｌに入射される。したがって、画像表示装置１１２－Ｌにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

画像表示装置１１２－Ｒは、２次元表示ディスプレイ２－Ｒと、インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒと、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、視線検出装置７１２－Ｒと、を備える。視線検出装置７１２－Ｒは、光源７１２－１－Ｒ（近赤外線ＬＥＤ等）と、画像センサ７１２－２－Ｒとから構成されている。視線検出装置７１２－Ｒは、アクチュエータ等を用いて、上下方向（矢印Ｐ１２－Ｌ）及び／又は左右方向（不図示、図１２の左右方向）に視線に追随しながら動くことができる。

画像表示１１２－Ｒにおいて、２次元表示ディスプレイ２－Ｒから出射された第１画像光及びインテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ１－Ｒから出射された第２画像光が、ハーフミラー３－Ｒと、接眼レンズ４－Ｒと、をこの順で介して、ユーザの左眼５００－Ｒに入射される。したがって、画像表示装置１１２－Ｒにおいては、第１画像光に基づく２次元画像（２次元映像）と、第２画像光に基づく３次元画像（３次元映像）とが重畳して表示される。

以上より、画像表示装置１１２においては、ユーザの視野の一部（例えば、ユーザの視野の略中心部）に表示される奥行情報を再生する３次元画像と、ユーザの視野の略全域に表示される２次元示視差画像とが重畳され得る。また、画像表示装置１１２においては、視線追随を行い高解像度、かつ、奥行情報を有する３次元画像（３次元映像）を、例えば、常に視野の略中心部に表示することができる。

以上、本技術に係る第８の実施形態（画像表示装置の例８）の画像表示装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第７の実施形態の画像表示装置に適用することができる。

＜１０．第９の実施形態（表示装置の例１）＞
本技術に係る第９の実施形態（表示装置の例１）の表示装置は、ユーザの頭部に装着されるフレームと、フレームに取り付けられた画像表示装置と、を備え、画像表示装置が、本技術に係る第１の実施形態～第８の実施形態の画像表示装置のうち、少なくとも１つの実施形態の画像表示装置を備える表示装置である。本技術に係る第９の実施形態（表示装置の例１）の表示装置としては、例えば、アイウェアディスプレイ（Ｅｙｅｗｅａｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）等が挙げられる。

本技術に係る第９の実施形態の表示装置は、例えば、ユーザの頭部に装着されて、メガネ状の形状を有し、両眼のそれぞれに画像光（映像光）を投射するように構成されていてよい。

なお、本技術に係る実施形態は、上述した各実施形態及に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］
ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備え、
該２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び該３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、該ビームスプリッタと、該接眼レンズとをこの順で介して、該ユーザの両眼のそれぞれに入射される、画像表示装置。
［２］
前記ビームスプリッタがハーフミラーである、［１］に記載の画像表示装置。
［３］
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像と、前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像とが重畳されて、前記ユーザに視認される、［１］又は［２］に記載の画像表示装置。
［４］
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示され、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の一部に表示される、［１］から［３］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［５］
前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示され、
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の略中心部に表示される、［１］から［３］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［６］
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において矩形状の範囲で表示される、［１］から［５］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［７］
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において円形状の範囲で表示される、［１］から［５］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［８］
前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において楕円形状の範囲で表示される、［１］から［５］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［９］
前記３次元画像形成装置が、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１０］
前記３次元画像形成装置が、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１１］
前記３次元画像形成装置が、超多眼方式を用いて３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１２］
前記３次元画像形成装置が、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１３］
前記３次元画像形成装置が、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１４］
前記３次元画像形成装置が、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成する、［１］から［８］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１５］
前記ビームスプリッタと前記接眼レンズとを含む自由曲面レンズを備える、［１］から［１４］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１６］
視線検出装置を更に備える、［１］から［１５］のいずれか１つに記載の画像表示装置。
［１７］
ユーザの頭部に装着されるフレームと、
該フレームに取り付けられた画像表示装置と、を備え、
該画像表示装置が、［１］から［１６］のいずれか１つに記載の画像表示装置である、表示装置。

１（１－Ｌ、１－Ｒ）…インテグラルイメージング方式の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
２（２－Ｌ、２－Ｒ）…２次元表示ディスプレイ（２次元画像形成装置）、
３（３－Ｌ、３－Ｒ）…ハーフミラー（ビームスプリッタ）、
４（４－Ｌ、４－Ｒ）…接眼レンズ、
１６（１６－Ｌ、１６－Ｒ）…テンソルディスプレイ方式の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
１７（１７－Ｌ、１７－Ｒ）…超多眼方式の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
１８（１８－Ｌ、１８－Ｒ）…ホログラフィ方式の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
１９（１９－Ｌ、１９－Ｒ）…多層化像面方式（空間的に多層化された像面を採用した例）の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
１０１（１０１－Ｌ、１０１－Ｒ）、１０２、１０６（１０６－Ｌ、１０６－Ｒ）、１０７（１０７－Ｌ、１０７－Ｒ）、１０８（１０８－Ｌ、１０８－Ｒ）、１０９（１０９－Ｌ、１０９－Ｒ）、１１０（１１０－Ｌ、１１０－Ｒ）、１１１（１１１－Ｌ、１１１－Ｒ）、１１２（１１２－Ｌ、１１２－Ｒ）…画像表示装置、
４１１（４１１－Ｌ、４１１－Ｒ）…自由曲面レンズ、
５００（５００－Ｌ、５００－Ｒ）…眼球、
６１０（６１０－Ｌ、６１０－Ｒ）…多層化像面方式（時間的に多層化された像面を採用した例）の３次元表示ディスプレイ（３次元画像形成装置）、
７１２（７１２－Ｌ、７１２－Ｒ）…視線検出装置。

Claims (17)

1. ユーザの両眼のそれぞれに対して、２次元画像形成装置と、３次元画像形成装置と、ビームスプリッタと、接眼レンズと、を備え、
   該２次元画像形成装置から出射された第１画像光及び該３次元画像形成装置から出射された第２画像光が、該ビームスプリッタと、該接眼レンズとをこの順で介して、該ユーザの両眼のそれぞれに入射される、画像表示装置。
2. 前記ビームスプリッタがハーフミラーである、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像と、前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像とが重畳されて、前記ユーザに視認される、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示され、
   前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の一部に表示される、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記２次元画像形成装置から出射された前記第１画像光による２次元画像が、前記ユーザの視野の略全域に表示され、
   前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野の略中心部に表示される、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において矩形状の範囲で表示される、請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において円形状の範囲で表示される、請求項１に記載の画像表示装置。
8. 前記３次元画像形成装置から出射された前記第２画像光による３次元画像が、前記ユーザの視野において楕円形状の範囲で表示される、請求項１に記載の画像表示装置。
9. 前記３次元画像形成装置が、インテグラルイメージング方式を用いて３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
10. 前記３次元画像形成装置が、テンソルディスプレイ方式を用いて３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
11. 前記３次元画像形成装置が、超多眼方式を用いて３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
12. 前記３次元画像形成装置が、ホログラフィ方式を用いて３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
13. 前記３次元画像形成装置が、空間的に多層化された像面により３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
14. 前記３次元画像形成装置が、時間的に多層化された像面により３次元画像を形成する、請求項１に記載の画像表示装置。
15. 前記ビームスプリッタと前記接眼レンズとを含む自由曲面レンズを備える、請求項１に記載の画像表示装置。
16. 視線検出装置を更に備える、請求項１に記載の画像表示装置。
17. ユーザの頭部に装着されるフレームと、
    該フレームに取り付けられた画像表示装置と、を備え、
    該画像表示装置が、請求項１に記載の画像表示装置である、表示装置。
    

Images