JP5678709B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、表示装置に関し、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）を用いた表示装置に関する。

画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるための虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特開２００６−１６２７６７から周知である。

概念図を図７に示すように、この画像表示装置１００は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置１１１、画像形成装置１１１の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系１１２、及び、コリメート光学系１１２にて平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置（導光手段）１２０を備えている。光学装置１２０は、入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板１２１、導光板１２１に入射された光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された光を反射させる第１偏向手段１３０（例えば、１層の光反射膜から成る）、及び、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を導光板１２１から出射させる第２偏向手段１４０（例えば、多層積層構造を有する光反射多層膜から成る）から構成されている。そして、このような画像表示装置１００によって、例えば、ＨＭＤを構成すれば、装置の軽量化、小型化を図ることができる。

あるいは又、画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるために、ホログラム回折格子を用いた虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特開２００７−９４１７５から周知である。

概念図を図１１に示すように、この画像表示装置３００は、基本的には、画像を表示する画像形成装置１１１と、コリメート光学系１１２と、画像形成装置１１１に表示された光が入射され、観察者の瞳２１へと導く光学装置（導光手段）３２０とを備えている。ここで、光学装置３２０は、導光板３２１と、導光板３２１に設けられた反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０を備えている。そして、コリメート光学系１１２には画像形成装置１１１の各画素から出射された光が入射され、コリメート光学系１１２によって平行光が生成され、導光板３２１に入射される。導光板３２１の第１面３２２から、平行光が入射され、出射される。一方、導光板３２１の第１面３２２と平行である導光板３２１の第２面３２３に、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０が取り付けられている。

そして、これらの画像表示装置１００，３００に字幕等の画像を表示することで、観察者は、外界の像（例えば、演劇における演者、映画における映像）と、表示された画像とを重畳して見ることができる。

特開２００６−１６２７６７ 特開２００７−９４１７５

ところで、観察者が外界の像と、画像表示装置１００，３００において表示された字幕等の画像とを重畳して見るとき、外界の像（実像）に対する画像（画像表示装置１００，３００において表示された虚像）の最適位置は、観察者によって異なる。しかしながら、上記の特許公開公報に開示された技術にあっては、画像表示装置１００，３００において表示される虚像の位置を変更することは極めて困難である。

従って、本開示の目的は、画像表示装置において表示される虚像の位置を容易に変更することができる表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る表示装置は、
（イ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えており、
フレームは、フロント部、フロント部の両端から延びる２つのテンプル部、鼻パッド、及び、取付け部材から成り、
取付け部材は、フロント部の中央部分に取り付けられており、
光学装置は、取付け部材に取り付けられており、
鼻パッドは、上下に移動可能に取付け部材に取り付けられている。

本開示の第１の態様に係る表示装置において、光学装置は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材に取り付けられている形態とすることができる。

上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る表示装置は、
（イ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えており、
フレームは、フロント部、フロント部の両端から延びる２つのテンプル部、鼻パッド、及び、取付け部材から成り、
取付け部材は、フロント部の中央部分に取り付けられており、
鼻パッドは、取付け部材に取り付けられており、
光学装置は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材に取り付けられている。

上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る表示装置は、
（イ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えており、
フレームは、フロント部、フロント部の両端から延びる２つのテンプル部、鼻パッド、及び、取付け部材から成り、
取付け部材は、
少なくとも、第１側面、第１側面の一方の側端部から延びる第２側面、第１側面の他方の側端部から延びる第３側面、第２側面と第３側面とを結ぶ第４側面、及び、底面を有する箱状の第１部材、並びに、
少なくとも、第１側面、第１側面の一方の側端部から延びる第２側面、及び、第１側面の他方の側端部から延びる第３側面を有する第２部材、
から成り、
第１部材の第１側面は、フロント部の中央部分に取り付けられており、
鼻パッドは、第１部材の第４側面に、上下に移動可能に取り付けられており、
光学装置は、第２部材の第１側面に取り付けられており、
第２部材の第２側面が第１部材の第２側面と対向し、第２部材の第３側面が第１部材の第３側面と対向した状態で、第２部材は、第１部材に、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取り付けられている。

本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置にあっては、フロント部と鼻パッドと光学装置とを取り付ける取付け部材が備えられている。そして、鼻パッドは、上下に移動可能に取付け部材に取り付けられている（本開示の第１の態様あるいは第３の態様に係る）ので、観察者と光学装置の相対的な位置関係（上下関係）を容易に変化させることができるし、あるいは又、光学装置は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材に取り付けられている（本開示の第２の態様あるいは第３の態様に係る）ので、観察者と光学装置の相対的な位置関係（角度関係）を容易に変化させることができる。その結果、画像表示装置において表示される虚像の位置を容易に変更することができ、例えば、観察者が、外界の像と、画像表示装置において表示された字幕等の画像とを重畳して見るとき、外界の像（実像）に対する画像（画像表示装置において表示される虚像）の位置の最適化を容易に図ることができる。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の表示装置のフロント部及び光学装置を切り欠いて取付け部材及び鼻パッドを側方から眺めた図、及び、フロント部、光学装置、取付け部材及び鼻パッドを上方から眺めた図である。 図２の（Ａ）は、図１の（Ｂ）の矢印Ａ−Ａに沿ったフロント部、光学装置、取付け部材及び鼻パッドの模式的な断面図であり、図２の（Ｂ）は、第１部材を第３側面側から眺めた模式的な断面図であり、図２の（Ｃ）は、第１部材を第２側面側から眺めた模式的な断面図である。 図３の（Ａ）は、第２部材を第２側面側から眺めた模式的な断面図であり、図３の（Ｂ）は、第２部材を第３側面側から眺めた模式的な断面図であり、図３の（Ｃ）は、鼻パッドの模式的な断面図である。 図４は、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図５は、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図６は、実施例１の表示装置を横から眺めた模式図である。 図７は、実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図８は、実施例１の表示装置を使用している状態の概念図である。 図９は、実施例１の表示装置を使用している状態の概念図である。 図１０は、実施例２の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１２は、実施例４の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１３は、実施例５の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図１４は、実施例５の表示装置を上方から眺めた模式図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の別の変形）
６．実施例５（実施例１の別の変形）、その他

［本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置、全般に関する説明］
本開示の第３の態様に係る表示装置にあっては、
第１部材の第２側面及び第３側面、並びに、第２部材の第２側面及び第３側面には、貫通孔が形成されており、
第１部材の第２側面に形成された貫通孔及び第２部材の第２側面に形成された貫通孔には、第１連結部材が挿入されており、
第１部材の第３側面に形成された貫通孔及び第２部材の第３側面に形成された貫通孔には、第２連結部材が挿入されており、
第１連結部材及び第２連結部材は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線上に配置されている構成とすることができるが、これに限定するものではない。

上記の好ましい構成を含む本開示の第３の態様に係る表示装置にあっては、
第１部材の第４側面には、上下方向に溝部が形成されており、
鼻パッドは、パッド部、及び、パッド取付部から成り、
パッド取付部は、溝部内を上下に移動可能である構成とすることができる。

更には、以上に説明した好ましい構成を含む本開示の第３の態様に係る表示装置において、第１部材の底面には、パッド取付部と咬合するラッチ部材が取り付けられている構成とすることができるし、更には、以上に説明した好ましい構成を含む本開示の第３の態様に係る表示装置において、第１部材の底面には、第２部材の第２側面底部及び第３側面底部と咬合する係止部が設けられている構成とすることができる。

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置において、光学装置は半透過型（シースルー型）である形態とすることができる。具体的には、少なくとも観察者の両眼に対向する光学装置の部分を半透過（シースルー）とし、これらの光学装置の部分を通して外景を眺めることができることが望ましい。

本開示の第３の態様に係る表示装置において、第１連結部材及び第２連結部材は、例えば、金属製のピン、丸棒から作製すればよく、第１連結部材及び第２連結部材は、別々の部材から構成してもよいし、一体化された部材（例えば、１本の金属製のピンや丸棒）から構成してもよい。第１連結部材及び第２連結部材は、第１部材や第２部材から抜けないように、適切な手段によって止められていればよい。

以上に説明した好ましい形態を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置（以下、これらを総称して、単に、『本開示の表示装置』と呼ぶ場合がある）において、表示装置は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし、２つ備えていてもよい。

以上に説明した好ましい各種の形態、構成を含む本開示の表示装置を構成する画像表示装置（以下、単に、『本開示における画像表示装置』と呼ぶ）において、光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
を備えている構成とすることができる。尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。

画像形成装置の中心から出射され、光学系の画像形成装置側節点を通過した光線を『中心光線』と呼び、中心光線の内、光学装置に垂直に入射するものを『中心入射光線』と呼ぶ。そして、中心入射光線が光学装置に入射する点を光学装置中心点とし、光学装置中心点を通過し、光学装置の軸線方向と平行な軸線をＸ軸、光学装置中心点を通過し、光学装置の法線と一致する軸線をＹ軸とする。本開示の表示装置における水平方向とは、Ｘ軸と平行な方向であり、以下、『Ｘ軸方向』と呼ぶ場合もある。ここで、光学系は、画像形成装置と光学装置との間に配置され、画像形成装置から出射された光を平行光とする。そして、光学系にて平行光とされた光束が、光学装置に入射され、導光され、出射される。また、第１偏向手段の中心点を、『光学装置中心点』とする。

本開示における画像表示装置においては、限定するものではないが、光学装置が基準取付位置に位置するとき、中心光線は、ＸＹ平面と０度以外の角度（θ）で交わる構成とすることができ、これによって、画像表示装置を眼鏡型のフレームの取付部に取り付けるときの画像表示装置の取付け角度に対する制限が少なくなり、高いデザイン自由度を得ることができる。ＸＹ平面が水平面と一致すると仮定したとき、中心光線がＸＹ平面と交わる角度θは仰角である構成とすることができる。即ち、ＸＹ平面の下側から中心光線がＸＹ平面に向い、ＸＹ平面と衝突する構成とすることができる。そして、この場合、ＸＹ平面は垂直面と０度以外の角度で交わることが好ましく、更には、ＸＹ平面は垂直面と角度θ’で交わることが好ましい。尚、θ’の最大値として、限定するものではないが、５度を挙げることができる。ここで、水平面とは、観察者が、水平な方向に位置する対象物（例えば、無限遠方の対象物、地平線や水平線）を眺めたときの視線（『観察者の水平方向視線』）が含まれ、且つ、水平に位置する観察者の２つの瞳が含まれる平面である。また、垂直面は、この水平面に対して垂直な平面である。あるいは又、観察者が、水平な方向に位置する対象物（例えば、無限遠方の対象物、地平線や水平線）を眺めたとき、光学装置から出射され、観察者の瞳に入射する中心光線は俯角をなす形態とすることができる。水平面に対する係る俯角として、例えば、５度乃至４５度を例示することができる。尚、「光学装置が基準取付位置に位置する」とは、以下のとおりである。即ち、光学装置を、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に下から上に最大に回動させたときの、光学装置と第１部材の第１側面との成す角度をθ_UP、軸線を中心に上から下に最大に回動させたときの、光学装置と第１部材の第１側面との成す角度をθ_DOWNとしたとき、光学装置と第１部材の第１側面との成す角度が（θ_UP＋θ_DOWN）／２となるように光学装置を位置させたとき、「光学装置が基準取付位置に位置する」とする。

ここで、第１偏向手段は、導光板に入射された光を反射し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段は反射鏡として機能し、第２偏向手段は半透過鏡として機能する構成とすることができる。

このような構成において、第１偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）や、導光板に入射された光を回折させる回折格子（例えば、ホログラム回折格子膜）から構成することができる。また、第２偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第１偏向手段や第２偏向手段は、導光板の内部に配設されている（導光板の内部に組み込まれている）が、第１偏向手段においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光が反射又は回折される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から平行光の状態で出射される。

あるいは又、第１偏向手段は、導光板に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段は回折格子素子から成る形態とすることができ、更には、回折格子素子は、反射型回折格子素子から成り、あるいは又、透過型回折格子素子から成り、あるいは又、一方の回折格子素子は反射型回折格子素子から成り、他方の回折格子素子は透過型回折格子素子から成る構成とすることができる。尚、反射型回折格子素子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材』と呼ぶ場合がある。

本開示における画像表示装置によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができるが、カラーの画像表示を行う場合、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。

第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。

あるいは又、本開示における画像表示装置において、光学装置は、画像形成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射される半透過ミラーから構成されている形態とすることができる。尚、画像形成装置から出射された光は、空気中を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよいし、例えば、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材（具体的には、後述する導光板を構成する材料と同様の材料から成る部材）の内部を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよい。尚、半透過ミラーを、この透明な部材を介して画像形成装置に取り付けてもよいし、半透過ミラーを、この透明な部材とは別の部材を介して画像形成装置に取り付けてもよい。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における画像表示装置において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１の構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第１の構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができるが、中でも、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。

あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示における画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２の構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第２の構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２の構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。

第１の構成の画像形成装置あるいは第２の構成の画像形成装置において、光学系（出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。平行光出射光学系と導光板との間には、平行光出射光学系から不所望の光が出射されて導光板に入射しないように、開口部を有する遮光部材を配置してもよい。

導光板は、導光板の軸線（Ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。

本開示の表示装置において、フレームは、上述したとおり、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含むフレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。

取付け部材やパッド取付部は、例えば、プラスチックから作製すればよい。取付け部材（あるいは第１部材の第１側面）のフロント部の中央部分への取付けは、例えば、ビスを用いて行えばよい。また、光学装置の取付け部材（あるいは第２部材の第１側面）への取付けは、例えば、ビスを用いて行えばよいし、場合によっては、取付け部材（あるいは第２部材の第１側面）に切欠部を設け、この切欠部で光学装置を挟む構造としてもよいし、両面粘着シートで取付け部材（あるいは第２部材の第１側面）に対して光学装置を貼り付けてもよい。ラッチ部材は、例えば、板バネから構成され、第１部材の底面にビス止めされている。第１部材の第１側面と対向するパッド取付部の面の１箇所に突起部（ラッチ受け部）を設け、ラッチ部材に複数の凹部を設け、パッド取付部における突起部とラッチ部材における凹部とを嵌合させることで、取付け部材に対して鼻パッドの位置決めを行うことができるし、取付け部材に対して鼻パッドを上下に移動可能に取付け部材に取り付けることができる。尚、第１部材の第１側面と対向するパッド取付部の面の１箇所に凹部（ラッチ受け部）を設け、ラッチ部材に複数の突起部を設け、パッド取付部における凹部とラッチ部材における突起部とを嵌合させることでも、取付け部材に対して鼻パッドの位置決めを行うことができるし、取付け部材に対して鼻パッドを上下に移動可能に取付け部材に取り付けることができる。係止部も、例えば、板バネから構成され、第１部材の底面にビス止めされている。あるいは又、係止部は、第１部材の底面に設けられ、底面と一体となった突起部から構成することもできる。そして、係止部と咬合する第２部材の第２側面底部及び第３側面底部には、切欠き（係止受け部）を設けることで、取付け部材に対して光学装置の位置決めを行うことができるし、取付け部材に対して光学装置を回動可能に取付け部材に取り付けることができる。

フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることもできる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。

本開示の表示装置にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、２つの画像形成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、制御装置（制御手段、制御回路）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることもできる。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。

本開示の表示装置は、例えば、映画等の字幕の表示；映像に同期した映像に関する説明文やクローズド・キャプションの表示；芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等における観察対象物に関する各種説明、その内容や進行状況、背景等を説明するための説明文等の表示に用いることができるし、また、文字表示装置としても機能し、各種装置等の観察対象物の運転、操作、保守、分解時等における各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；人物や物品等の観察対象物に関する各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；クローズド・キャプションの表示に用いることができる。芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等にあっては、適切なタイミングで観察対象物に関連した画像としての文字を表示装置において表示すればよい。具体的には、例えば、映画等の進行状況に応じて、あるいは又、芝居等の進行状況に応じて、所定のスケジュール、時間配分に基づき、作業者の操作によって、あるいは、コンピュータ等の制御下、画像信号が表示装置に送出され、画像が表示装置にて表示される。また、各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を行う場合、表示装置に撮像装置を配設し、撮像装置によって各種装置、人物や物品等の観察対象物を撮影し、表示装置において撮影内容を解析することで、予め作成しておいた各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を表示装置にて行うことができる。あるいは又、本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、光学装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、光学装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。

本開示の表示装置において、画像信号によって光学装置において表示される画像は、例えば、文字から構成されている。ここで、画像としての文字を表示するための画像信号（『文字データ』と呼ぶ場合がある）は、デジタル化されたデータであり、作業者によって、あるいは又、コンピュータ等による処理に基づき、予め作成しておけばよい。文字データのフォーマットは、使用する表示装置やシステムに依存して、適宜、選択すればよく、例えば、文字列から成るテキストデータとすることもできるし、文字列を画像とした画像データとすることもできる。

画像信号は、無線によって表示装置に送られてくる形態とすることができる。ここで、このような形態において、画像信号は、例えば、制御装置にて受け取られ、画像表示のための処理が制御装置においてなされる。あるいは又、画像信号は、表示装置（制御装置）に記憶されている形態とすることもできる。制御装置（制御手段、制御回路）は、周知の回路から構成すればよい。

本開示の表示装置にあっては、画像形成装置への画像信号に加え、光学装置において表示すべき画像の輝度信号が、外部から表示装置に送出される形態とすることができるし、あるいは又、受光センサーを更に備えており、受光センサーによって得られた環境（表示装置あるいは観察対象物の置かれた雰囲気）の輝度情報に基づき、光学装置において表示すべき画像の輝度を制御する形態とすることもできる。前者の形態にあっては、無線によって輝度信号を外部から表示装置に送出すればよい。後者の形態において、受光センサーとして、具体的には、フォトダイオードや、上述したカメラや撮像装置に備えられた露出測定用の受光素子を挙げることができる。

画像形成装置への画像信号には、上述したとおり、画像信号（例えば、文字データ）だけでなく、例えば、表示すべき画像に関する輝度データ（輝度情報）、又は、色度データ（色度情報）、又は、輝度データ及び色度データを含めることができる。輝度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとすることができるし、色度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとすることができる。このように、画像に関する輝度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）の制御を行うことができるし、画像に関する色度データを含めることで、表示される画像の色度（色）の制御を行うことができるし、画像に関する輝度データ及び色度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）及び色度（色）の制御を行うことができる。画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度の値が高くなるほど、画像の輝度の値が高くなるように（即ち、画像がより明るく表示されるように）、輝度データの値を設定すればよい。また、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度と、表示すべき画像の色度とが、おおよそ補色関係となるように色度データの値を設定すればよい。補色とは、色相環（color circle）で正反対に位置する関係の色の組み合わせ指す。赤に対しての緑、黄に対しての紫、青に対しての橙など、相補的な色のことでもある。或る色に別の色を適宜割合で混合して、光の場合は白、物体の場合は黒というように、彩度低下を引き起こす色についても云うが、並列した際の視覚的効果の相補性と混合した際の相補性は異なる。余色、対照色、反対色ともいう。但し、反対色は補色が相対する色を直接に指示するのに対し、補色の指示する範囲はやや広い。補色同士の色の組み合わせは互いの色を引き立て合う相乗効果があり、これは補色調和といわれる。

本開示の表示装置にあっては、一定の位置に表示されている画像（例えば、字幕や虚像）を見続けることにより発生することによる観察者の瞳疲労の軽減のため、２つの光学装置によって形成される画像の位置（画像位置）、あるいは、２つの光学装置によって形成される画像（例えば、字幕や虚像）の２つの光学装置からの距離（画像距離）を、経時的に変化させる構成とすることができる。ここで、経時的に変化させるとは、例えば、５分乃至１０分に１回、画像の水平方向の位置を、例えば、画像形成装置における＋２画素分あるいは−１画素分、例えば、１分間乃至３分間に亙り、変化させた後、元に戻すことを意味する。

実施例１は、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置、より具体的には、字幕を表示する表示装置（字幕表示装置）に関する。実施例１の表示装置のフロント部及び光学装置を切り欠いて取付け部材及び鼻パッドを側方から眺めた図を図１の（Ａ）に示し、フロント部、光学装置、取付け部材及び鼻パッドを上方から眺めた図を図１の（Ｂ）に示す。また、図１の（Ｂ）の矢印Ａ−Ａに沿ったフロント部、光学装置、取付け部材及び鼻パッドの模式的な断面図を図２の（Ａ）に示し、第１部材を第３側面側から眺めた模式的な断面図を図２の（Ｂ）に示し、第１部材を第２側面側から眺めた模式的な断面図を図２の（Ｃ）に示す。更には、第２部材を第２側面側から眺めた模式的な断面図を図３の（Ａ）に示し、第２部材を第３側面側から眺めた模式的な断面図を図３の（Ｂ）に示し、鼻パッドの模式的な断面図を図３の（Ｃ）に示す。また、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図を図４に示し、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図を図５に示し、実施例１の表示装置を横から眺めた模式図を図６に示す。更には、実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図を図７に示す。また、実施例１の表示装置を使用している状態の概念図を図８及び図９に示す。尚、図５において、画像形成装置をテンプル部よりも内側に配置したように図示しているが、実際には、図４や図６に示すとおり、画像形成装置はテンプル部よりも外側に配置されている。

実施例１の表示装置は、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）から構成されており、表示装置は、画像表示装置を２つ備えている。そして、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例５の表示装置は、
（イ）観察者（観客）２０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム１０、及び、
（ロ）フレーム１０に取り付けられた画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００（実施例１〜実施例５にあっては、右眼用及び左眼用の２つの画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００）、
を備えている。即ち、表示装置は画像表示装置を２つ備えた両眼型である。そして、各画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００は、
（Ａ）画像形成装置１１１，２１１、及び、
（Ｂ）画像形成装置１１１，２１１から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置（導光手段）１２０，３２０，５２０、
を備えている。尚、画像形成装置１１１，２１１は、光学装置（導光手段）１２０，３２０，５２０に取り付けられている。ここで、光学系１１２，２５４が、画像形成装置１１１，２１１と光学装置１２０，３２０，５２０との間に配置されている。そして、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が、光学装置１２０，３２０，５２０に入射され、導光され、出射される。画像形成装置１１１，２１１は、単色（例えば、緑色）の画像を表示する。また、光学装置１２０，３２０，５２０は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者２０の両眼に対向する光学装置の部分（より具体的には、後述する導光板１２１，３２１及び第２偏向手段１４０，３４０）は、半透過（シースルー）である。

尚、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例５において、画像形成装置１１１，２１１の中心から出射され、光学系１１２，２５４の画像形成装置側節点を通過した光線（中心光線）の内、光学装置１２０，３２０，５２０に垂直に入射する中心入射光線が光学装置１２０，３２０，５２０に入射する点を光学装置中心点とし、光学装置中心点を通過し、光学装置１２０，３２０，５２０の軸線方向と平行な軸線をＸ軸、光学装置中心点を通過し、光学装置１２０，３２０，５２０の法線と一致する軸線をＹ軸とする。尚、次に述べる第１偏向手段１３０，３３０の中心点が、光学装置中心点である。

そして、実施例１、あるいは、後述する実施例３の光学装置１２０，３２０は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板１２１，３２１、
（ｂ）導光板１２１，３２１に入射された光が導光板１２１，３２１の内部で全反射されるように、導光板１２１，３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段１３０，３３０、及び、
（ｃ）導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板１２１，３２１から出射させるために、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段１４０，３４０、
を備えている。

ここで、実施例１において、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０は導光板１２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段１３０は、導光板１２１に入射された光を反射し、第２偏向手段１４０は、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段１３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段１４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板１２１の内部に設けられた第１偏向手段１３０は、アルミニウム（Ａｌ）から成り、導光板１２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板１２１の内部に設けられた第２偏向手段１４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ₂膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ₂膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板１２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段１３０においては、導光板１２１に入射された平行光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段１４０においては、導光板１２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板１２１から平行光の状態で、観察者２０の瞳２１に向かって出射される。

第１偏向手段１３０は、導光板１２１の第１偏向手段１３０を設ける部分１２４を切り出すことで、導光板１２１に第１偏向手段１３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板１２１の切り出した部分１２４を第１偏向手段１３０に接着すればよい。また、第２偏向手段１４０は、導光板１２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板１２１の第２偏向手段１４０を設ける部分１２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板１２１の内部に第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０が設けられた光学装置１２０を得ることができる。

ここで、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例４において、光学ガラスやプラスチック材料から成る導光板１２１，３２１は、導光板１２１，３２１の内部全反射による光伝播方向（Ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３）を有している。第１面１２２，３２２と第２面１２３，３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面１２２，３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面１２２，３２２から出射される。但し、これに限定するものではなく、第２面１２３，３２３によって光入射面が構成され、第１面１２２，３２２によって光出射面が構成されていてもよい。

実施例１あるいは後述する実施例３において、画像形成装置１１１は、第１の構成の画像形成装置であり、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する。具体的には、画像形成装置１１１は、反射型空間光変調装置１５０、及び、緑色光を出射する発光ダイオードから成る光源１５３から構成されている。各画像形成装置１１１全体は、筐体１１３（図７あるいは図１１では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体１１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系，コリメート光学系）１１２から光が出射される。反射型空間光変調装置１５０は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）１５１、及び、光源１５３からの光の一部を反射して液晶表示装置１５１へと導き、且つ、液晶表示装置１５１によって反射された光の一部を通過させて光学系１１２へと導く偏光ビームスプリッター１５２から構成されている。液晶表示装置１５１は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル）を備えている。偏光ビームスプリッター１５２は、周知の構成、構造を有する。光源１５３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する。偏光ビームスプリッター１５２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、液晶表示装置１５１に入射し、液晶表示装置１５１の内部で反射され、液晶表示装置１５１から出射される。ここで、液晶表示装置１５１から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置１５１から出射され、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２を通過し、光学系１１２へと導かれる。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、光源１５３に戻される。光学系１１２は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系１１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１１（より具体的には、液晶表示装置１５１）が配置されている。各筐体１１３は、光学装置（導光手段）１２０に取り付けられている。

フレーム１０は、
観察者２０の正面に配置されるフロント部１１、
フロント部１１の両端から延びる２つのテンプル部１３（具体的には、フロント部１１の両端に蝶番１２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１３）、
各テンプル部１３の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１４、
鼻パッド８０、及び、
取付け部材４０、
から成る。即ち、フレーム１０は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。フレーム１０は、金属又はプラスチックから作製されている。

また、取付け部材４０は、フロント部１１の中央部分１１’に、図示しないビスによって取り付けられており、光学装置１２０は、図示しないビスによって取付け部材４０に取り付けられている。更には、鼻パッド８０は、上下に移動可能に取付け部材４０に取り付けられている。加えて、光学装置１２０は、観察者２０の両眼球２１の中心を結ぶ方向（Ｘ方向）と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材４０に取り付けられている。

ここで、プラスチックから作製された取付け部材４０は、箱状の第１部材５０と第２部材６０とから構成されている。第１部材５０は、少なくとも、第１側面５１、第１側面５１の一方の側端部から延びる第２側面５２、第１側面５１の他方の側端部から延びる第３側面５３、第２側面５２と第３側面５３とを結ぶ第４側面５４、及び、底面５５を有する。実施例１にあっては、第１部材５０は、更に、頂面５６を有する。ここで、第１側面５１と第４側面５４とが対向し、第２側面５２と第３側面５３とが対向している。実施例１にあっては、第１部材５０は、更に、頂面５６を有する。また、第２部材６０は、少なくとも、第１側面６１、第１側面６１の一方の側端部から延びる第２側面６２、及び、第１側面６１の他方の側端部から延びる第３側面６３を有する。ここで、第２側面６２と第３側面６３とが対向している。

そして、第１部材５０の第１側面５１は、フロント部１１の中央部分１１’に取り付けられている。また、鼻パッド８０は、第１部材５０の第４側面５４に、上下に移動可能に取り付けられている。具体的には、第１部材５０の第４側面５４には、上下方向に溝部５７が形成されており、鼻パッド８０は、パッド部８１、及び、プラスチックから作製されたパッド取付部８２から成り、パッド取付部８２は、溝部５７内を上下に移動可能である。一方、光学装置１２０は、第２部材６０の第１側面６１に取り付けられている。光学装置１２０の取付け部材４０（あるいは第２部材６０の第１側面６１）への取付けは、図示しないビスを用いて行えばよいし、場合によっては、取付け部材４０（あるいは第２部材６０の第１側面６１）に切欠部を設け、この切欠部で光学装置１２０を挟む構造としてもよいし、両面粘着シートで第２部材６０の第１側面６１に対して光学装置１２０を貼り付けてもよい。

そして、第２部材６０の第２側面６２が第１部材５０の第２側面５２と対向し、第２部材６０の第３側面６３が第１部材５０の第３側面５３と対向した状態で、第２部材６０は、第１部材５０に、観察者２０の両眼球２１の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取り付けられている。

具体的には、第１部材５０の第２側面５２及び第３側面５３には貫通孔５９Ａ，５９Ｂが形成されており、第２部材６０の第２側面６２及び第３側面６３には貫通孔６５Ａ，６５Ｂが形成されている。そして、第１部材５０の第２側面５２に形成された貫通孔５９Ａ及び第２部材６０の第２側面６２に形成された貫通孔６５Ａには、第１連結部材７１が挿入されており、第１部材５０の第３側面５３に形成された貫通孔５９Ｂ及び第２部材６０の第３側面６３に形成された貫通孔６５Ｂには、第２連結部材７２が挿入されており、第１連結部材７１及び第２連結部材７２は、観察者２０の両眼球２１の中心を結ぶ方向と平行な軸線上に配置されている。尚、場合によっては、第１連結部材７１及び第２連結部材７２を一体化してもよい。即ち、第１連結部材７１及び第２連結部材７２を、例えば、金属製の１本の丸棒から構成してもよい。第１連結部材７１及び第２連結部材７２は、貫通孔５９Ａ，５９Ｂ，６５Ａ，６５Ｂから脱落しない構造となっている。

更には、第１部材５０の底面５５には、パッド取付部８２と咬合するラッチ部材７４が取り付けられている。また、第１部材５０の底面５５には、第２部材６０の第２側面６２の底部及び第３側面６３の底部と咬合する係止部７６Ａ，７６Ｂが設けられている。ここで、ラッチ部材７４は、例えば、板バネから構成されており、第１部材５０の底面５５にビス止めされている。第１部材５０の第１側面５１と対向するパッド取付部８２の面８３の１箇所に突起部（ラッチ受け部）８４を設け、ラッチ部材７４に複数の凹部７５を設け、パッド取付部８２における突起部８４とラッチ部材７４における凹部７５とを嵌合させることで、取付け部材４０に対して鼻パッド８０の位置決めを行うことができるし、取付け部材４０に対して鼻パッド８０を上下に移動可能に取付け部材に取り付けることができる。尚、パッド取付部８２の面８３の幅は、溝部５７の幅よりも広く、パッド取付部８２が溝部５７を上下に動くとき、パッド取付部８２が溝部５７から脱落しない構造となっている。係止部７６Ａ，７６Ｂも、例えば、板バネから構成され、第１部材５０の底面５５にビス止めされている。係止部７６Ａ，７６Ｂと咬合する第２部材６０の第２側面６２の底部及び第３側面６３の底部には、切欠き（係止受け部）６４Ａ，６４Ｂが設けられており、取付け部材４０に対して光学装置１２０の位置決めを行うことができるし、取付け部材４０に対して光学装置１２０を回動可能に取付け部材に取り付けることができる。

更には、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）１８に接続されている。また、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂはヘッドホン部１６を備えており、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから延びるヘッドホン部用配線１７が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１７は、より具体的には、モダン部１４の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１６やヘッドホン部用配線１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした表示装置とすることができる。

配線（信号線や電源線等）１５は、上述したとおり、制御装置（制御回路）１８に接続されている。制御装置１８には、画像信号（例えば、文字データ）が無線によって送られてくる。そして、制御装置１８において、画像信号（文字データ）には画像表示（例えば、字幕表示）のための処理がなされる。制御装置１８は周知の回路から構成することができる。

表示装置を例えば劇場にて使用する場合、芝居等におけるその内容や進行状況、背景等を説明するための説明文を画像として表示装置に表示すればよいが、虚像距離を所望の距離とすることが要求される場合がある。即ち、観劇者の座る位置によって、観察対象物と観察者（観客）との間の距離と、画像表示装置によって表示される画像（例えば文字）の虚像距離が変化する。従って、観劇者の位置に依存して、虚像距離の最適化を図る必要がある。このような場合、表示装置から観察対象物までの距離に対応した輻輳角の最適化を図ることで、観劇者の位置に依存して虚像距離を最適化することができる。具体的には例えば、観察者の観察位置に依存して、移動装置によって画像形成装置の光軸と光学系の光軸とを水平方向に相対的に移動させることで、輻輳角を調整することができるし、あるいは又、観察者の観察位置に依存して、回動装置によって画像形成装置及び光学系を回動させることで、光学系から出射され、光学装置に入射する平行光の光学装置に対する入射角を変更し、以て、輻輳角を調整することができるし、あるいは又、少なくとも一方の画像表示装置を構成する画像形成装置への画像信号を制御することで、輻輳角を調整することができる。

あるいは又、観察者（観客、使用者）が、虚像距離を所望の距離に設定したり、虚像位置を所望の位置に設定することも可能である。具体的には、制御装置１８にスイッチやボタンを配し、これを観察者が操作することにより、所望の距離あるいは位置に虚像を配置させることが可能である。例えば、背景が変化した場合、任意に虚像距離や虚像位置を変更することが可能である。このような操作は、例えば、画像信号に基づき自動的に行うことができるし、あるいは又、観察対象物の観察時、適宜、観察者が行えばよく、このような操作は、具体的には、制御装置１８において画像信号に、表示位置補正信号（輻輳角制御信号）を加えればよい。

画像信号はデジタル化されたデータであり、表示の前に、予め、作成されている。画像の表示位置は、観察対象物を眺めたときに邪魔にならない位置とすればよい。また、画像の表示は、具体的には、上述したとおり、例えば、所定のスケジュール、時間配分等に基づき、あるいは又、観察対象物の進行状況に応じて、文字データ再生装置３１や画像データ及び文字データ再生装置３１’に備えられたコンピュータ（図示せず）の制御下、文字データ無線送信装置３２によって制御装置１８に無線にて送出される。

実施例１の表示装置において、画像信号として、文字データだけでなく、表示すべき文字に関する輝度データや色度データを含めれば、画像（例えば、字幕等）の文字が、文字の背景に依存して視認し難くなることを確実に防止することができる。尚、輝度データとして、画像表示装置を通して眺めた観察対象物（登場人物や背景等）を含む所定の領域（例えば、舞台全体の下方三分の一に相当する領域）の輝度に対応した輝度データを例示することができる。また、色度データとして、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとすることができる。特に、半透過型（シースルー型）の光学装置越しに見るスクリーンや舞台等の明るさと、光学装置に表示される文字の明るさや色のバランスが一定の範囲にないと、字幕やスクリーン、舞台等を良好に観察することが困難となる場合があるが、表示すべき文字の明るさや色をスクリーンや舞台等に合わせることができ、文字を良好に視認することができる。即ち、観察者（観客）が眺めた観察対象物等の説明等のための文字が、文字の背景に依存して視認し難くなることを確実に防止することが可能である。そして、実施例１の表示装置の使用においては、例えば、観劇にあっては、適切なタイミングで観察対象物に関連した文字（例えば、劇の状況や背景に関する説明文、登場人物の説明文、登場人物の会話等）を画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００において表示すればよい。具体的には、例えば、芝居の進行状況に応じて、作業者の操作によって、あるいは、コンピュータ等の制御下、文字データを画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００に送出し、文字を画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００にて表示すればよい。

更には、虚像位置が固定されると、目が疲れると云われている。焦点が固定されると、眼球の動きが少なくなるためである。それ故、適度に虚像距離を変化させ、あるいは、虚像位置を動かすことにより、目の疲れを低減させる効果がある。即ち、２つの光学装置によって形成される虚像位置、あるいは、２つの光学装置によって形成される虚像の２つの光学装置からの距離（虚像距離）を、経時的に変化させてもよい。具体的には、例えば、５分に１回、画像の水平方向の位置を、例えば、画像形成装置における＋２画素分、例えば、１分間に亙り、変化させた後、元に戻せばよい。

以上のように、実施例１の表示装置にあっては、フロント部１１と鼻パッド８０と光学装置１２０とを取り付ける取付け部材４０が備えられている。そして、鼻パッド８０は上下に移動可能に取付け部材４０に取り付けられているので、観察者２０と光学装置１２０の相対的な位置関係（上下関係）を容易に変化させることができるし、光学装置１２０は、観察者２０の両眼球２１の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材４０に取り付けられているので、観察者２０と光学装置１２０の相対的な位置関係（角度関係）を容易に変化させることができる。以上の結果として、画像表示装置において表示される虚像の位置を容易に変更することができ、観察者２０は、外界の像と、画像表示装置において表示された字幕等の画像とを重畳して見るとき、外界の像（実像）に対する画像（画像表示装置において表示される虚像）の位置の最適化を容易に図ることができる。

実施例２は、実施例１における画像表示装置の変形である。実施例２あるいは後述する実施例４の表示装置における画像表示装置２００，４００の概念図を図１０及び図１２に示すように、画像形成装置２１１は、第２の構成の画像形成装置から構成されている。即ち、光源２５１、及び、光源２５１から出射された平行光を走査する走査手段２５３を備えている。より具体的には、画像形成装置２１１は、
光源２５１、
光源２５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系２５２、
コリメート光学系２５２から出射された平行光を走査する走査手段２５３、及び、
走査手段２５３によって走査された平行光をリレーし、出射する光学系（リレー光学系）２５４、
から構成されている。尚、画像形成装置２１１全体が筐体２１３（図１０及び図１２では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体２１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系２５４から光が出射される。そして、各筐体２１３が、光学装置（導光手段）３２０に取り付けられている。

光源２５１は、緑色を発光する発光素子から構成されている。そして、光源２５１から出射された光は、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系２５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー２５５で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳから成る走査手段２５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、実施例１と同じとすることができる）が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系（平行光出射光学系）２５４を通過し、平行光とされた光束が光学装置１２０に入射する。

リレー光学系２５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される光学装置１２０は、実施例１にて説明した光学装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施例２の表示装置は、以上の相違点を除き、実施例１の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例３も、実施例１における画像表示装置の変形である。実施例３の表示装置における画像表示装置３００の概念図を図１１の（Ａ）に示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図１１の（Ｂ）に示す。実施例３にあっては、画像形成装置１１１は、実施例１と同様に、第１の構成の画像形成装置から構成されている。また、光学装置３２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造は、実施例１の光学装置１２０と同じである。

実施例３において、第１偏向手段及び第２偏向手段は導光板３２１の表面（具体的には、導光板３２１の第２面３２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板３２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材３３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材３４０』と呼ぶ。

そして、実施例３あるいは後述する実施例４において、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０は、１層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ軸に平行である。尚、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０の軸線はＸ軸と平行であり、法線はＹ軸と平行である。

図１１の（Ｂ）に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。

ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）

第１回折格子部材３３０は、上述したとおり、導光板３２１の第２面３２３に配設（接着）されており、第１面３２２から導光板３２１に入射されたこの平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材３４０は、上述したとおり、導光板３２１の第２面３２３に配設（接着）されており、導光板３２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板３２１から平行光のまま第１面３２２から出射する。

そして、導光板３２１にあっても、平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板３２１が薄く導光板３２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材３４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板３２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材３４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材３４０から離れる方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材３３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材３４０に近づく方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光よりも、導光板３２１の内部を伝播していく光が導光板３２１の内面と衝突するときの導光板３２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材３４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材３３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板３２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。

後述する実施例４における導光板３２１も、基本的には、以上に説明した導光板３２１の構成、構造と同じ構成、構造を有する。実施例３の表示装置は、以上の相違点を除き、実施例１〜実施例２の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例４は、実施例３における画像表示装置の変形である。実施例４の表示装置における画像表示装置の概念図を図１２に示す。実施例４の画像表示装置４００における光源２５１、コリメート光学系２５２、走査手段２５３、平行光出射光学系（光学系、リレー光学系２５４）等は、実施例２と同じ構成、構造（第２の構成の画像形成装置）を有する。また、実施例４における光学装置３２０は、実施例３における光学装置３２０と同じ構成、構造を有する。実施例４の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１、実施例２の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例５も、実施例１における画像表示装置の変形である。実施例５の表示装置を正面から眺めた模式図を図１３に示し、上方から眺めた模式図を図１４に示す。

実施例５にあっては、光学装置５２０は、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから出射された光が入射され、観察者２０の瞳２１に向かって出射される半透過ミラーから構成されている。尚、実施例５にあっては、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから出射された光は、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材５２１の内部を伝播して光学装置５２０（半透過ミラー）に入射する構造としているが、空気中を伝播して光学装置５２０に入射する構造としてもよい。また、画像形成装置は、実施例２において説明した画像形成装置２１１とすることもできる。

各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂは、第２部材６０に、例えば、ビスを用いて取り付けられている。また、部材５２１が各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂに取り付けられ、光学装置５２０（半透過ミラー）が部材５２１に取り付けられている。実施例５の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１〜実施例４の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置、画像表示装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができるし、表示装置を画像や映像を表示する表示装置として使用することもできる。実施例においては、鼻パッドは、上下に移動可能に取付け部材に取り付けられており、しかも、光学装置は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向（Ｘ方向）と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材に取り付けられている形態を説明したが、鼻パッドが上下に移動可能に取付け部材に取り付けられている表示装置としてもよいし、あるいは又、光学装置は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向（Ｘ方向）と平行な軸線を中心に回動可能に取付け部材に取り付けられている表示装置としてもよい。場合によっては、表示装置として、画像表示装置を１つ備えている片眼型とすることもできる。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。更には、例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。実施例３あるいは実施例４の光学装置３２０にあっては、回折格子素子を透過型回折格子素子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子素子から構成し、他方を透過型回折格子素子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子素子を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。

１０・・・フレーム、１１・・・フロント部、１２・・・蝶番、１３・・・テンプル部、１４・・・モダン部、１５・・・配線（信号線や電源線等）、１６・・・ヘッドホン部、１７・・・ヘッドホン部用配線、１８・・・制御装置（制御回路）、１９・・・取付け用具、２０・・・観察者（観客）、２１・・・瞳、３１・・・文字データ再生装置、３１’・・・画像データ及び文字データ再生装置、３２・・・文字データ無線送信装置、４０・・・取付け部材、５０・・・第１部材、５１・・・第１部材の第１側面、５２・・・第１部材の第２側面、５３・・・第１部材の第３側面、５４・・・第１部材の第４側面、５５・・・第１部材の底面、５６・・・第１部材の頂面、５７・・・溝部、５８・・・孔部、５９Ａ，５９Ｂ，６５Ａ，６５Ｂ・・・貫通孔、６０・・・第２部材、６１・・・第２部材の第１側面、６２・・・第２部材の第２側面、６３・・・第２部材の第３側面、６４Ａ，６４Ｂ・・・係止受け部、７１，７２・・・連結部材、７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ、７４・・・ラッチ部材、７５・・・凹部、７６Ａ，７６Ｂ・・・係止部、８０・・・ノーズパッド、８１・・・パッド部、８２・・・パッド取付部、８３・・・パッド取付部の面、８４・・・ラッチ受け部、１００，２００，３００，４００，５００・・・画像表示装置、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１・・・画像形成装置、１１２・・・光学系（コリメート光学系）、１１３，２１３・・・筐体、１２０，３２０，５２０・・・光学装置（導光手段）、１２１，３２１・・・導光板、１２２，３２２・・・導光板の第１面、１２３，３２３・・・導光板の第２面、１２４，１２５・・・導光板の一部分、１３０・・・第１偏向手段、１４０・・・第２偏向手段、３３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、３４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材）、１５０・・・反射型空間光変調装置、１５１・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、１５２・・・偏光ビームスプリッター、１５３・・・光源、２５１・・・光源、２５２・・・コリメート光学系、２５３・・・走査手段、２５４・・・光学系（リレー光学系）、２５５・・・全反射ミラー

Claims (6)

1. （イ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
   （ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
   を備えた表示装置であって、
   画像表示装置は、
   （Ａ）画像形成装置、及び、
   （Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
   を備えており、
   フレームは、フロント部、フロント部の両端から延びる２つのテンプル部、鼻パッド、及び、取付け部材から成り、
   取付け部材は、
   少なくとも、第１側面、第１側面の一方の側端部から延びる第２側面、第１側面の他方の側端部から延びる第３側面、第２側面と第３側面とを結ぶ第４側面、及び、底面を有する箱状の第１部材、並びに、
   少なくとも、第１側面、第１側面の一方の側端部から延びる第２側面、及び、第１側面の他方の側端部から延びる第３側面を有する第２部材、
   から成り、
   第１部材の第１側面は、フロント部の中央部分に取り付けられており、
   鼻パッドは、第１部材の第４側面に、上下に移動可能に取り付けられており、
   光学装置は、第２部材の第１側面に取り付けられており、
   第２部材の第２側面が第１部材の第２側面と対向し、第２部材の第３側面が第１部材の第３側面と対向した状態で、第２部材は、第１部材に、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線を中心に回動可能に取り付けられている表示装置。
2. 第１部材の第２側面及び第３側面、並びに、第２部材の第２側面及び第３側面には、貫通孔が形成されており、
   第１部材の第２側面に形成された貫通孔及び第２部材の第２側面に形成された貫通孔には、第１連結部材が挿入されており、
   第１部材の第３側面に形成された貫通孔及び第２部材の第３側面に形成された貫通孔には、第２連結部材が挿入されており、
   第１連結部材及び第２連結部材は、観察者の両眼球の中心を結ぶ方向と平行な軸線上に配置されている請求項１に記載の表示装置。
3. 第１部材の第４側面には、上下方向に溝部が形成されており、
   鼻パッドは、パッド部、及び、パッド取付部から成り、
   パッド取付部は、溝部内を上下に移動可能である請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
4. 第１部材の底面には、パッド取付部と咬合するラッチ部材が取り付けられている請求項３に記載の表示装置。
5. 第１部材の底面には、第２部材の第２側面底部及び第３側面底部と咬合する係止部が設けられている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 光学装置は半透過型である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。