JP5893077B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

例えば、映像を表示する表示部、複数のレンズなどの光学素子を用いて表示部に表示された映像を投影する投影部、及び投影部から投影された光を観視者の眼へむけて反射する反射部などを有する表示装置がある。このような表示装置は、例えばヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの頭部装着型表示装置として用いられる。表示部から出射された光が投影部や反射部などに用いられる複数の光学素子を経由することで、大きな収差が生じる場合がある。収差を抑制し、見易い表示を提供する表示装置が望まれる。

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、光学部と、反射部と、を含む表示装置が提供される。前記表示部は、第１平面に並ぶ複数の画素を含み、画像情報を含む光を出射する。前記光学部は、前記表示部が出射する光の少なくとも一部が入射するように配され、入射した光の進行方向を変更する第１光学素子を含む。前記反射部は、前記光学部が出射する光の少なくとも一部を反射する。前記表示部と前記第１光学素子とは、前記第１平面の法線が、前記第１光学素子の光軸に対して非平行をなすように配される。前記反射部は、第１面に沿って広がる。前記光軸と前記第１面との交点を通り前記第１面と接する第２平面と、前記光軸と、の間の角度は、前記第２平面と、前記法線と、の間の角度よりも大きい。前記光学部が出射する前記光のうち前記反射部に入射する光と前記第１面とのなす角は、前記光学部が出射する前記光のうち前記反射部に反射された光と前記第１面とのなす角よりも小さい。

第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す模式図である。 表示装置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。 第２の実施形態に係る別の表示装置を示す模式的斜視図である。 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。 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。 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。 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。 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及び図２は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式的平面図である。
図１及び図２に表したように、表示装置１００は、表示部１１０と、光学部１２０（投影部）と、反射部１３０と、処理部１４０と、を備える。

例えば、処理部１４０から表示部１１０に画像情報が入力される。
表示部１１０は、複数の画素１１０ｅを含む。複数の画素１１０ｅは、第１平面１１ｐに並べて設けられる。表示部１１０は、画像情報を含む光Ｌ１を出射する。表示部１１０は、映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１２０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１２０は、表示部１１０の複数の画素１１０ｅから出射された光Ｌ１の光路上において、表示部１１０と反射部１３０との間に設けられる。すなわち、光学部１２０は、表示部１１０が出射する光Ｌ１の少なくとも一部が入射するように配される。光学部１２０は、例えば複数の光学素子を含み、第１光学素子１２１を含む。例えば、第１光学素子１２１は、複数の光学素子のうち表示部１１０に最も近い光学素子である。第１光学素子には、表示部１１０から出射した光Ｌ１が入射する。例えば、第１光学素子は、光Ｌ１の進行方向を変更する。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。この例では、第１光学素子１２１はレンズである。複数の光学素子は、直線上に配置されていなくてもよい。

反射部１３０は、第１面３１ｐに設けられる。反射部１３０は、第１面３１ｐに沿って広がり、互いに異なる２つの方向において、延在する。反射部１３０は、光学部１２０が出射する光Ｌ１の少なくとも一部を反射する。例えば、反射部１３０は、観視者８０の瞳孔１５０に向けて、光学部１２０を通過した光を反射する。反射部１３０によって反射された光は、瞳孔１５０から見て、虚像として像１６０を形成する。なお、第１面３１ｐが平面である場合以外に、曲面や、凹凸のある構造であってもよい。

この例では、虚像として像を表示している。但し、反射部１３０を瞳孔１５０から離して実像として像を表示してもよい。
この例では、瞳孔１５０の正面に像１６０を表示している。但し、像１７０のように、観視者８０の視界の端に像を表示してもよい。これにより、観視者８０の視界が遮られない。

像１６０のように瞳孔１５０の正面に像を表示する場合、反射部１３０は、観視者８０からみて瞳孔１５０の斜め後ろから入射した光を瞳孔１５０へ向けて（例えば反射部１３０の法線の方向へ向けて）反射する。これにより、観視者８０は、像を観ることができる。例えば、第１面３１ｐに複数の微細なハーフミラーを並列に配置し、反射部１３０とする。これにより、例えば、光の反射角度を調整することができる。但し、実施形態においては、反射部１３０は、このようなハーフミラーに限られない。反射部１３０として、通常のハーフミラーを用いてもよいし、同様に反射角度を調整できる他の部材を用いてもよい。また、一例として、反射率と透過率とが同率であるハーフミラーを適用する例を説明しているが、実施形態は、同率である例に限られない。反射面に用いられる材料は、一部の光を透過し一部の光を反射する材料であれば、どのようなものでも構わない。

なお、図１では、２つの表示装置１００を用いた両眼ＨＭＤが例示されている。一方の表示装置は、観視者８０の右目に対して画像を表示し、他方の表示装置は、左目に対して画像を表示する。実施形態は、１つの表示装置１００を用い、片方の眼に対して画像を表示する単眼ＨＭＤであってもよい。

図２に表したように、第１光学素子１２１は、光軸１２１ａを有する。光軸１２１ａと平行な方向と、第１平面１１ｐの法線１１０ａと平行な方向と、は平面に投影したときに交わる。すなわち、第１平面１１ｐの法線１１０ａは、第１光学素子１２１の光軸１２１ａと傾斜する。表示部１１０と第１光学素子１２１とは、第１平面１１ｐの法線１１０ａが、第１光学素子１２１の光軸１２１ａに対して非平行をなすように配される。第１平面１１ｐは、光学部１２０に対して傾いている。例えば、光軸１２１ａと法線１１０ａとの間の角度は、１度以上１０度以下である。

このように表示部１１０を光学部１２０に対して傾けて配置する。これにより、形成される虚像において、後述の収差を抑制することができる。

このような配置は、表示部を傾けない場合（表示部の法線と第１光学素子の光軸とが平行な場合）に対して、回転軸１９０を中心として表示部１１０を回転させた配置であると考えることができる。表示部１１０の回転方向１８０は、反射部１３０における光の入射方向と反射方向とによって定まる。

光軸１２１ａと第１面３１ｐとの交点３１ｃを通り第１面３１ｐと接する第２平面１２ｐを考える。例えば、第１面３１ｐが平面である場合は、第１面３１ｐと第２平面１２ｐとは平行である。この例では、回転軸１９０は、第２平面１２ｐ（及び第１面３１ｐ）と実質的に平行である。
例えば、光軸１２１ａと法線１１０ａとを含む平面を第３平面１３ｐとする（図８参照）。第３平面１３ｐは、光軸１２１ａと第１面１１ｐとの交点を含む。
この例では、回転軸１９０は、第３平面１３ｐに対して垂直である。第２平面１２ｐ（及び第１面３１ｐ）は、第３平面１３ｐに対して垂直な方向と、実質的に平行である。

図３は、第１の実施形態に係る表示装置を例示する模式的平面図である。
図３は、表示装置１００の一部のみを示し、表示部１１０の配置（回転方向）を例示している。図３に表したように、光軸１２１ａと平行な方向と、第２平面１２ｐと、の間の角度は、第１角度θ１である。法線１１０ａと平行な方向と、第２平面１２ｐと、の間の角度は、第２角度θ２である。第１角度θ１は、第２角度θ２よりも大きい。

表示部１１０は、第１平面１１ｐ上の第１端部１１１と第２端部１１２とを有する。第２端部１１２は、複数の画素が設けられた第１平面１１ｐ内の１方向において、第１端部１１１と離間する。この例では、第１端部１１１及び第２端部１１２は、光学部１２０が出射する光の主光線Ｌａと、反射部１３０で反射され観視点へ入射する光の主光線Ｌｂと、がなす平面１４ｐ上の２点である。観視点は、例えば瞳孔１５０の位置である。
表示部１１０は、第１平面１１ｐ上において、互いに対向する２つの辺（辺Ｓ１及び辺Ｓ２）を有する（例えば図８参照）。第１端部１１１は辺Ｓ１上の点であり、第２端部１１２は辺Ｓ２上の点である。
第１端部１１１と反射部１３０との間の距離は、第２端部１１２と反射部１３０との間の距離よりも短い。
この例では、第２平面１２ｐと第１端部１１１との間の距離Ｌｎ１は、第２平面１２ｐと第２端部１１２との間の距離Ｌｎ２よりも短い。

第１端部１１１と第１光学素子１２１との間の距離Ｌｎ３は、第２端部１１２と第１光学素子１２１との間の距離Ｌｎ４よりも短い。

図４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４は、表示部１１０、光学部１２０、及び表示部１１０の画素から出射された光の光路を例示している。参考として、光学部１２０に対して回転していない表示部１１９及び表示部１１９から出射された光の光路を例示している。

第１光学素子１２１の光軸１２１ａは、表示部１１０の法線１１０ａと平行でなく、交わる。一方、参考例の表示部１１９の法線１１９ａと、光軸１２１ａとは、平行である。光学部１２０に対する配置以外については、表示部１１９は表示部１１０と同じである。

表示部１１０の複数の画素は、画素１２１０（第１画素）と画素１１１０（第２画素）とを含む。画素１２１０は、第１端部１１１と第２端部１１２との間に設けられる。画素１１１０は、画素１２１０と第２端部１１２との間に設けられる。
画素１２１０と第１端部１１１との間の距離は、画素１２１０と第２端部１１２との間の距離よりも短い。
画素１１１０と第１端部１１１との間の距離は、画素１１１０と第２端部１１２との間の距離よりも長い。
画素１２１０から出射された光Ｌ１ａを実線で示す。第２端部１１２に設けられた画素１１１０から出射された光Ｌ１ｂを実線で示す。
表示部１１９の画素から出射された光Ｌ９ａ及び光Ｌ９ｂを破線で示す。表示部１１９における光Ｌ９ａを出射する画素は、表示部１１０における光Ｌ１ａを出射する画素と対応する。同様に、表示部１１９における光Ｌ９ｂを出射する画素は、表示部１１０における光Ｌ１ｂを出射する画素と対応する。

例えば、表示部１１０及び表示部１１９の各画素から出射される光束の拡がり角は実質的に等しい。例えば、光学部１２０に光が入射する際に、光Ｌ９ａの光束径と、光Ｌ９ｂの光束径とは、実質的に同じである。これに対して、表示部１１０においては、光学部１２０に光が入射する際に、光Ｌ１ｂの光束径は、光Ｌ１ａの光束径よりも大きい。

このように、表示部１１０を回転することによって、表示部１１０の画素１２１０が光学部１２０の光学素子に近づく。これにより、例えば、表示部１１０から光学部１２０に入射する光束の拡がり角を固定したまま、光束を細くできる。一方、表示部１１０の画素１１１０が光学部１２０の光学素子から離れる。これにより、例えば、表示部１１０から光学部１２０に入射する光束を太くすることができる。

図５は、表示装置を例示する模式図である。
図５は、表示部１１０から出射された光の光路と、参考例の表示部１１９から出射された光の光路と、を例示している。

図４において説明した表示部１１９の光Ｌ９ａは、光学部１２０と反射部１３０とを経由して、観視者８０の瞳孔１５０上の領域１１２０へ投影され、結像位置１１３０に像を結ぶ。一方、表示部１１９の光Ｌ９ｂは、光学部１２０と反射部１３０とを経由して、瞳孔１５０上の領域１２２０へ投影され、結像位置１２３０に像を結ぶ。

複数の画素のそれぞれから出射される光束の拡がり角は、実質的に互いに等しい。しかし、反射部１３０に至るまでの光路長は、画素が設けられた位置によって異なる。例えば、光Ｌ９ａが反射部１３０へ至るまでの光路長は、光Ｌ９ｂが反射部１３０へ至るまでの光路長よりも長い。このため、参考例の表示部１１９においては、画素１２１０に対応する光束が反射部１３０に投影される領域は、画素１１１０に対応する光束が反射部１３０に投影される領域よりも広い。したがって、領域１２２０は、領域１１２０よりも広い。

領域１１２０及び領域１２２０に投影される光束の拡がり角は、維持されている。このため、広い面積を有する領域１２２０に投影された光束が像を結ぶ結像位置１２３０は、狭い面積を有する領域１１２０に投影された光束が像を結ぶ結像位置１１３０よりも、観視者８０にとって、遠くなる。その結果、結像位置１２３０及び結像位置１１３０を含む領域に形成される像に、傾きを主とした収差が生じる。

これに対して、実施形態に係る表示装置１００においては、表示部１１０の画素１２１０から光学部１２０に入射する光束は、参考例の表示部１１９における場合に比べて、細くなる。画素１２１０から出射された光束は、反射部１３０を経由して、瞳孔１５０上の領域１２５０へ投影され、結像位置１２６０に像を結ぶ。領域１２５０は、領域１２２０と比べて狭い。例えば、各画素から出射された光束の拡がり角は、実質的に維持される。これにより、結像位置１２６０は、結像位置１２３０に比べて瞳孔１５０に近くなる。

一方、表示部１１０の画素１１１０から光学部１２０に入射する光束は、参考例の表示部１１９における場合に比べて、太くなる。画素１１１０から出射された光束は、反射部１３０を経由して、瞳孔１５０上の領域１１５０へ投影され、結像位置１１６０に像を結ぶ。領域１１５０は、領域１１２０と比べて広い。各画素から出射された光束の拡がり角は、実質的に維持される。これにより、結像位置１１６０は、結像位置１１３０に比べて瞳孔１５０から遠くなる。

このように、光学部１２０に対する表示部１１０の配置によって、画素から出射された光束の結像位置を調整することができる。例えば、各画素から出射された光束の結像位置のそれぞれと瞳孔１５０との間の距離を、実質的に互いに等しくすることができる。これにより、瞳孔１５０から見て、収差を抑制した像を形成することができる。見易い表示を得ることができる。

例えば、収差を抑制する方法として、反射部の反射面の傾きや形状を工夫する方法も考えられる。しかし、特殊な反射部を高精度に製造することは難しい。これに対して、実施形態においては、表示部の配置によって収差を抑制することができる。これにより、例えば、表示装置の設計及び製造が容易になる。

（第２の実施形態）
図６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。
表示装置１０１においても、表示部１１０、光学部１２０及び反射部１３０が設けられる。表示装置１０１の光学部１２０は、第１光学素子２１０と、第２光学素子２２０と、を含む。表示部１１０の画素から出射される光の光路上において、第１光学素子２１０は、第２光学素子２２０と表示部１１０との間に設けられる。この例では、第２光学素子２２０にはレンズが用いられ、第２光学素子２２０は表示部１１０から出射された光の進行方向を変更する。

図６に表したように、第１平面１１ｐの法線１１０ａと平行な方向と、第１光学素子２１０の光軸２１０ａと平行な方向は、交差する。これにより、前述のように収差を抑制することができる。

第１光学素子２１０には、例えば、偏心レンズが用いられる。第１光学素子２１０は、第１部分２１１と第２部分２１２とを含む。例えば、第１部分２１１と反射部１３０との間の距離は、第２部分２１２と反射部１３０との間の距離よりも短い。
この例では、第１部分２１１と第２平面１２ｐとの間の距離Ｌｎａは、第２部分２１２と第２部分２１２との間の距離Ｌｎｂよりも短い。

複数の画素１１０ｅは、第１画素（画素１２１０）と、第２画素（画素１１１０）と、を含む。第１画素は、第１画素光Ｌｅ１を出射する。第２画素は、第２画素光Ｌｅ２を出射する。

第１光学素子２１０は、第１画素光Ｌｅ１及び第２画素光Ｌｅ２が入射する入射面２１と、入射した第１画素光Ｌｅ１及び第２画素光Ｌｅ２が出射する出射面２２と、を有する。

第１画素光Ｌｅ１は、入射面２１から第１光学素子２１０に入射し、第１部分２１１を通過し、出射面２２から出射する。
第２画素光Ｌｅ２は、入射面２１から第２光学素子２１０に入射し、第２部分２１２を通過し、出射面２２から出射する。

入射面２１における第１画素光Ｌｅ１の光束径は、第１値ＲＬ１である。入射面２１における第２画素光Ｌｅ２の光束径は、第２値ＲＬ２である。
出射面２２における第１画素光Ｌｅ１の光束径は、第３値ＲＬ３である。出射面２２における第４画素光Ｌｅ４の光束径は、第４値ＲＬ４である。
第３値ＲＬ３は、第１値ＲＬ１とは異なる。第４値ＲＬ４は、第２値ＲＬ２とは異なり第３値ＲＬ３とは異なる。

第１値ＲＬ１に対する第３値ＲＬ３の比は、第２値ＲＬ２に対する第４値ＲＬ４の比よりも低い。
図６に表した例では、第２部分２１２の厚さは、第１部分２１１の厚さよりも薄い。第１画素光Ｌｅ１の第１光学素子２１０内の光路長は、第２画素光Ｌｅ２の第１光学素子２１０内の光路長よりも短い。

このような第１光学素子２１０を用いることで、表示部１１０の第２端部１１２の画素から出射された光の光束径は、第１端部１１１の画素から出射された光の光束径に対して比較的大きくなる。このため、第２端部１１２の画素から出射された光が瞳孔１５０上に投影される領域は、比較的広くなる。第１端部１１１の画素から出射された光が瞳孔１５０上に投影される領域は、比較的狭くなる。これにより、例えば図５における説明と同様に、収差を抑制した像を形成することができる。

このように、表示部１１０を光学部１２０に対して傾けて配置し、さらに光学部１２０の第１光学素子を偏心レンズとする。これにより、より収差を抑制することができる。

なお、第１光学素子として、第１部分２１１の厚さと第２部分２１２の厚さとが異なる素子を用いているが、第１部分２１１の屈折率と第２部分２１２の屈折率とが異なる素子を用いてもよい。

表示部１１０の画素から出射された光の光路は、第１光学素子２１０（偏心レンズ）を経由することで傾く。この結果、反射部１３０に入射する光の光路も傾き、反射された光の光路も傾き、瞳孔１５０に光が届かなくなってしまう場合がある。

これに対して、実施形態に係る表示装置１０１においては、第１光学素子２１０に対して、第２光学素子２２０を傾けて配置する。すなわち、第２光学素子２２０の光軸２２０ａと平行な方向は、平面に投影したときに、第１光学素子２１０の光軸２１０ａと平行な方向と、交わる。すなわち、光軸２２０ａは、光軸２１０ａに対して傾斜している。これにより、第１光学素子２１０（偏心レンズ）によって傾いた光路を補正することができる。

図７は、第２の実施形態に係る別の表示装置１０２を例示する模式図である。
表示装置１０２においては、反射部１３０の法線が瞳孔１５０に対して傾き、表示部１１０が、図２に表した回転軸１９０とは異なる軸を中心に回転した状態で配置されている。

例えば、表示部１１０は、第１平面１１ｐ上の第３端部１１３と、第４端部１１４とをさらに有する。表示部１１０は、第１平面１１ｐ上において、互いに対向する２つの辺（辺Ｓ３及び辺Ｓ４）を有する。辺Ｓ３及び辺Ｓ４は、前述の辺Ｓ１及び辺Ｓ２とは異なる。第３端部１１３は辺Ｓ３上の点であり、第４端部１１４は辺Ｓ４上の点である。
第１端部１１１と第２端部１１２とを結ぶ方向は、第３端部と第４端部１１４とを結ぶ方向と直交する。第３端部１１３と第１光学素子１２１との間の距離Ｌｎ５は、第４端部１１４と第１光学素子１２１との間の距離Ｌｎ６よりも短い。

反射部１３０の配置に合わせて、光学部１２０と表示部１１０とを配置する。例えば、反射部１３０の傾きに合わせて、光学部１２０と表示部１１０とを傾ける。これにより、例えば、表示部１１０の画素から出射された光を瞳孔１５０に投影することができる。

光学部１２０の配置（傾き）によって、観視者８０が観視する像に傾きが生じてしまう場合がある。そこで、光学部１２０に対して表示部１１０を傾ける。これにより、像の傾きを抑制することができる。

図８は、第２の実施形態に係る別の表示装置を例示する模式的斜視図である。
表示装置１０３においては、光学部１２０は、シリンドリカルレンズ５１０をさらに含む。第１光学素子１２１は、表示部１１０の画素から出射された光Ｌ２の光路上において、シリンドリカルレンズ５１０と、表示部１１０と、の間に設けられる。

例えば、表示部１１０の配置のみによっては、像に発生する非点収差を十分に補正することができない場合がある。これに対して、シリンドリカルレンズ５１０を追加することで、像に発生する非点収差を抑制することができる。

図９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９に表した表示装置１０４の反射部１３０においては、表示部１１０の画素から出射された光Ｌ２を反射する反射面は、屈折力を有する。これにより、例えば、光Ｌ２が瞳孔１５０に投影される領域の広さを調整し、結像位置を調整することができる。反射面が屈折力を有する反射部１３０を用いることで、収差を抑制しやすくなる。例えば、収差を光学部１２０と表示部１１０のみで抑制しなくてもよく、光学部１２０と表示部１１０との設計が容易になる。

第１面３１ｐの形状は、光学部１２０の位置から見て凹面状である。これにより、第１面３１ｐに設けられた反射部１３０に屈折力を持たせることができる。
実施形態においては、第１面３１ｐが平面であってもよい。この場合には、反射部１３０は、複数の反射面を含み、複数の反射面のそれぞれの光学部１２０に対する傾きを調整する。これにより、反射部１３０に屈折力を持たせてもよい。

図１０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１０５においても、表示部１１０、光学部１２０、及び反射部１３０が設けられる。表示装置１０５は、さらに保持部３２０と、眼鏡レンズ３１０と、を含む。

保持部３２０は、表示部１１０、光学部１２０、及び反射部１３０の少なくともいずれかを保持する。例えば、保持部３２０は、反射部１３０と光学部１２０との相対的配置、及び光学部１２０と表示部１１０との相対的配置、を規定する。保持部３２０は、例えば、眼鏡フレームである。表示装置１０５は、保持部３２０によって観視者８０の頭部に装着可能である。

この例では、表示部１１０、光学部１２０及び反射部１３０は、眼鏡の外側に配置されている。観視者８０からみて、反射部１３０は、眼鏡レンズ３１０よりも遠くに配置される。すなわち、表示部１１０の画素から出射された光の少なくとも一部は、反射部１３０によって反射された後、眼鏡レンズ３１０に入射する。

光学部１２０及び表示部１１０は、眼鏡フレームの外側に、接続部３３０を用いて配置される。これにより、観視者８０は、眼鏡を掛けながら、表示装置１０５を使用することができる。

図１１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１０６においては、表示装置と眼鏡とが一体化している。

反射部１３０は、眼鏡レンズ３１０の内部に配置されている。例えば、眼鏡レンズ３１０は、第１レンズ表面３１１と、第１レンズ表面とは反対側の第２レンズ表面３１２とを有する。反射部１３０は、第１レンズ表面３１１と第２レンズ表面３１２との間に設けられる。

光学部１２０と表示部１１０とは、保持部３２０と結合している。これにより、眼鏡を掛けながら、表示装置１０６を使用することができる。さらに表示装置を小型化することができる。
投影ユニット（光学部１２０及び表示部１１０）は、表示装置を観視者８０が装着した際に、フレームの内側に配置されるように設けられることが好ましい。すなわち、表示装置１０６の使用時（装着時）において、観視者８０と保持部３２０との間に投影ユニットが配置されることが好ましい。これにより、観視者は、通常の眼鏡のように表示装置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。

図１２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１２に表したように、表示装置１０７の保持部３２０は、調整部４１０（回転部）を含む。調整部４１０は、光学部１２０と表示部１１０の相対的配置を調整する。例えば、調整部４１０を中心に、表示部１１０を回転させることができる。

これにより、例えば、眼鏡レンズ３１０の光学部１２０に対する配置が変わったときに、観視者８０が調整部４１０を用いて、収差を抑制するように表示部１１０の位置を調整することができる。観視者８０は、見易い像を得ることができる。

図１３は、実施形態に係る表示装置を例示する模式図である。
図１３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１３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１３に表したように、処理部１４０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１４０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１１０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１４０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１１０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１４０から表示部１１０に入力され、表示装置において表示が行われる。

処理部１４０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、光学部、反射部、光学素子、保持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。

１１ｐ…第１平面、 １２ｐ…第２平面、 １３ｐ…第３平面、 ２１…入射面、 ２２…出射面、 ３１〜３３…第１〜第３点、 ３１ｃ…交点、 ３１ｐ…第１面、 ３３ａ…法線、 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、 θ１…第１角度、 θ２…第２角度、 １００〜１０７…表示装置、 １１０…表示部、 １１０ａ…法線、 １１０ｅ…画素、 １１１…第１端部、 １１１０…画素、 １１２…第２端部、 １１２０…領域、 １１３…第３端部、 １１３０…結像位置、 １１４…第４端部、 １１５０…領域、 １１６０…結像位置、 １１９…表示部、 １１９ａ…法線、 １２０…光学部、 １２１…第１光学素子、 １２１０…画素、 １２１ａ…光軸、 １２２０…領域、 １２３０…結像位置、 １２５０…領域、 １２６０…結像位置、 １３０…反射部、 １４０…処理部、 １５０…瞳孔、 １６０、１７０…像、 １８０…回転方向、 １９０…回転軸、 ２１０…第１光学素子、 ２１０ａ…光軸、 ２１１…第１、第２部分、 ２２０…第２光学素子、 ２２０ａ…光軸、 ３１０…眼鏡レンズ、 ３１１、３１２…第１、第２レンズ表面、 ３２０…保持部、 ３３０…接続部、 ４１０…調整部、 ５１０…シリンドリカルレンズ、 Ｄ１…第１方向、 Ｉ１、Ｉ２…方向、 Ｌ１…光、 Ｌ１１〜Ｌ１３…距離、 Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ９ａ、Ｌ９ｂ…光、 Ｌｅ１、Ｌｅ２…第１、第２画素光、 Ｌｎ１〜Ｌｎ６、Ｌｎａ、Ｌｎｂ…距離、 ＲＬ１〜ＲＬ４…第１〜第４値

Claims (17)

1. 第１平面に並ぶ複数の画素を含み、画像情報を含む光を出射する表示部と、
   前記表示部が出射する光の少なくとも一部が入射するように配され、入射した光の進行方向を変更する第１光学素子を含む光学部と、
   前記光学部が出射する光の少なくとも一部を反射する反射部と、
   を備え、
   前記表示部と前記第１光学素子とは、前記第１平面の法線が、前記第１光学素子の光軸に対して非平行をなすように配され、
   前記反射部は、第１面に沿って広がり、
   前記光軸と前記第１面との交点を通り前記第１面と接する第２平面と、前記光軸と、の間の角度は、前記第２平面と、前記法線と、の間の角度よりも大きく、
   前記光学部が出射する前記光のうち前記反射部に入射する光と前記第１面とのなす角は、前記光学部が出射する前記光のうち前記反射部に反射された光と前記第１面とのなす角よりも小さい表示装置。
2. 前記第１面は、平面である請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示部は、前記第１平面上の第１端部と第２端部とを有し、
   前記反射部と前記第１端部との間の距離は、前記反射部と前記第２端部との距離よりも短く、
   前記第１端部と前記第１光学素子との間の距離は、前記第２端部と前記第１光学素子との間の距離よりも短い請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記表示部は、前記第１平面上の第３端部と第４端部とをさらに有し、
   前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ方向は、前記第３端部と前記第４端部とを結ぶ方向と直交し、
   前記第３端部と前記第１光学素子との間の距離は、前記第４端部と前記第１光学素子との間の前記距離よりも短い請求項３記載の表示装置。
5. 前記第１面は、前記光軸と前記法線とを含む第３平面に対して垂直な方向に対して平行である請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 前記複数の画素は、前記第１端部に設けられ第１画素光を出射する第１画素と、前記第２端部に設けられ第２画素光を出射する第２画素と、を含み、
   前記第１光学素子は、前記第１画素光及び前記第２画素光が入射する入射面と、入射した前記第１画素光及び前記第２画素光が出射する出射面と、を有し、
   前記入射面における前記第１画素光の光束径は第１値であり、前記入射面における前記第２画素光の光束径は第２値であり、
   前記出射面における前記第１画素光の光束径は前記第１値とは異なる第３値であり、前記出射面における前記第２画素光の光束径は前記第２値とは異なる第４値であり、
   前記第１値に対する前記第３値の比は、前記第２値に対する前記第４値の比よりも低い請求項３または４に記載の表示装置。
7. 前記複数の画素は、前記第１端部に設けられ第１画素光を出射する第１画素と、前記第２端部に設けられ第２画素光を出射する第２画素と、を含み、
   前記第１画素光及び前記第２画素光は、前記第１光学素子に入射し、
   前記第１画素光の前記第１光学素子内の光路長は、前記第２画素光の前記第１光学素子内の光路長よりも短い請求項３または４に記載の表示装置。
8. 前記光学部は、前記光の前記進行方向を変更する第２光学素子をさらに含み、
   前記第１光学素子は、前記光の光路上において前記第２光学素子と前記表示部との間に設けられ、
   前記第２光学素子の光軸は、前記第１光学素子の光軸に対して傾斜している請求項６または７に記載の表示装置。
9. 前記反射部によって反射された前記光の前記少なくとも一部は、虚像を形成する請求項１〜８のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記反射部、前記光学部及び前記表示部の少なくともいずれかを保持し、前記反射部と前記光学部との相対的配置を規定する保持部をさらに備え、観視者の頭部に装着可能な請求項１〜９のいずれか１つに記載の表示装置。
11. 眼鏡レンズをさらに備え、
    前記保持部は、前記眼鏡レンズをさらに保持し、
    前記反射部によって反射された前記光の前記少なくとも一部は、前記眼鏡レンズに入射する請求項１０記載の表示装置。
12. 前記反射部と一体として形成された眼鏡レンズをさらに備え、
    前記表示部及び前記光学部は、装着時において前記頭部と前記保持部との間に配置される請求項１０記載の表示装置。
13. 前記眼鏡レンズは、第１レンズ表面と、前記第１レンズ表面とは反対側の第２レンズ表面と、を有し、
    前記保持部は、前記眼鏡レンズをさらに保持し、
    前記反射部は、前記第１レンズ表面と前記第２レンズ表面との間に設けられる請求項１２記載の表示装置。
14. 前記保持部は、前記光学部と前記表示部との相対的配置を調整する調整部を含む請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の表示装置。
15. 前記光学部は、前記第１光学素子を含む複数の光学素子を含み、
    前記第１光学素子は、前記複数の光学素子のうち前記表示部に最も近い光学素子である請求項１〜１４のいずれか１つに記載の表示装置。
16. 前記第１平面の前記法線と、前記第１光学素子の前記光軸と、の間の角度は、１度以上１０度以下である請求項１〜１５のいずれか１つに記載の表示装置。
17. 前記反射部は、並列に配置され、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１〜１６のいずれか１つに記載の表示装置。

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