WO2023157481A1

WO2023157481A1 - 表示装置及び表示システム

Info

Publication number: WO2023157481A1
Application number: PCT/JP2022/047914
Authority: WO
Inventors: 将弘高田; 正則岩崎
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2022-02-18
Filing date: 2022-12-26
Publication date: 2023-08-24

Abstract

ユーザの水平視野が制限されるのを抑制できる表示装置を提供する。　本技術は、画像光を生成する画像光生成系と、前記画像光生成系で生成された画像光をユーザの眼球に装着された又は埋め込まれた光学素子に導くための光学系と、を備え、前記光学系は、前記ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される、表示装置を提供する。本技術によれば、ユーザの水平視野が制限されるのを抑制できる表示装置を提供することができる。

Description

表示装置及び表示システム

　本開示に係る技術（以下「本技術」とも呼ぶ）は、表示装置及び表示システムに関する。

　従来、光源からの光を光学系によりユーザの眼球に装着されたコンタクトレンズに導く頭部装着型の表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２００９／０６６４４６号

　しかしながら、従来の表示装置は、光源及び光学系を収容する筐体がユーザの側頭部脇から眼球よりも前方に突き出た状態で使用されるため、ユーザの水平視野が制限されていた。

　そこで、本技術は、ユーザの水平視野が制限されるのを抑制できる表示装置を提供することを主目的とする。

　本技術は、画像光を生成する画像光生成系と、
　前記画像光生成系で生成された画像光をユーザの眼球に装着された又は埋め込まれた光学素子に導くための光学系と、
　を備え、
　前記光学系は、前記ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される、表示装置を提供する。
　前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの左右の視野が重複する範囲に配置されてもよい。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記左右の視野の一方の一部を遮る位置に配置されてもよい。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記左右の視野の他方の死角に配置されてもよい。
　前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの顔の中央付近に配置されてもよい。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記眼球よりも下方に配置されてもよい。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記眼球よりも上方に配置されてもよい。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記ユーザの鼻に沿うように配置され入射された前記画像光を前記光学素子に向けて偏向する偏向部を含んでいてもよい。
　前記偏向部の幅は、前記ユーザの眼間距離よりも狭くてもよい。
　前記偏向部は、前記ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材に支持されてもよい。
　前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの鼻に沿うように配置される偏向部を介して前記光学素子に導いてもよい。
　前記画像光生成系及び／又は前記光学系は、前記ユーザの頭部付近及び／又は額付近に配置されてもよい。
　前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの左右の眼球用の前記光学素子に導いてもよい。
　前記表示装置は、前記ユーザの視線を検出する視線検出系を更に備え、前記画像光生成系は、前記視線検出系での検出結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変であってもよい。
　前記表示装置は、前記ユーザの視野及び視野外の情報を取得するする情報取得系を更に備え、前記画像光生成系は、前記情報取得系での取得結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変であってもよい。
　前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部が一体的に設けられていてもよい。
　前記表示装置は、前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部を収容する筐体を更に備えていてもよい。
　前記偏向部は、回折素子であってもよい。
　前記偏向部は、ホログラム素子であってもよい。
　前記表示装置は、頭部装着型であってもよい。
　本技術は、前記表示装置と、
　前記表示装置を制御する制御装置と、
　を備える、表示システムも提供する。

片眼（例えば右眼）の視野について説明するための図である。右眼右方向視野、右眼左方向視野及び左眼右方向視野の関係を示す図である。左右の視野が重複する範囲について説明するための図（その１）である。左右の視野が重複する範囲について説明するための図（その２）である。本技術の第１実施形態に係る表示装置の側面概念図である。本技術の第１実施形態の実施例に係る表示装置の側面透視図である。本技術の第２実施形態に係る表示装置の側面概念図である。本技術の第２実施形態に係る表示装置の正面概念図である。左右の眼が互いに死角を概ね補い合うことができる例を示す図である。左右の眼が互いに死角を補うことができない例を示す図である。右眼と左眼の死角が重複する範囲をコントロールする方法を説明するための図である。偏向部の幅又は位置の設定方法を説明するための図である。偏向部の幅又は位置を設定する例を示す図である。本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置の側面透視図である。本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置の正面図である。本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置の偏向部及びリムレス眼鏡フレームの斜視図である。本技術の第２実施形態の実施例２に係る表示装置の側面透視図である。本技術の第２実施形態の実施例２に係る表示装置の正面図である。本技術の第２実施形態の実施例３に係る表示装置の正面図である。本技術の第２実施形態の実施例４に係る表示装置の側面透視図である。本技術の第２実施形態の実施例５に係る表示装置の側面透視図である。本技術に係る表示装置の基本構成例１の側面概念図である。本技術に係る表示装置の基本構成例２の側面概念図である。本技術の第３実施形態に係る表示システムの機能ブロック図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本技術の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。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。本明細書において、本技術に係る表示装置及び表示システムの各々が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本技術に係る表示装置及び表示システムの各々は、少なくとも１つの効果を奏すればよい。本明細書に記載された効果はあくまで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、以下の順序で説明を行う。
１．導入
２．本技術の第１実施形態に係る表示装置
３．本技術の第２実施形態に係る表示装置
４．本技術に係る表示装置の基本構成例１
５．本技術に係る表示装置の基本構成例２
６．本技術の第３実施形態に係る表示システム
７．本技術の変形例

＜１．導入＞
　従来、眼球に装着された光学素子（例えばコンタクトレンズ）へ光線束を投射する投射系がメガネフレームに搭載されたＨＭＤ（Ｈｅａｄ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く開発されている。例えば特許文献１には、メガネを掛けた容姿、鼻の跡、化粧崩れ等の問題を解決するために、投射系を収容する筐体がユーザの側頭部に装着される表示装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の表示装置では、筐体がユーザの眼球の前方に突出した状態で使用されるため、水平方向の外側視野が制限されてしまい、特に弱視や視野欠損があるユーザにとっては、歩行時、作業時等に左右方向の視界確保が不十分となり、安全性が損なわれるおそれがある。

　そこで、発明者らは、鋭意検討の末、ユーザの水平視野を制限しない表示装置として、本技術に係る表示装置を開発した。

　ところで、人間の視野特性として、特に歩行時は、左右方向については眼球運動により、下方（足元）については眼球運動及び頭部運動により情報を得る。このため、ＨＭＤでは、安全性の観点から、特に水平視野を確保することが重要となる。

　（視野の定義）
　本明細書中、「視野」は、特に断りがない限り「水平視野」を意味するものとする。図１は、右眼の視野を説明するための図である。図１に示すように、右眼の視野（右眼視野）は、真正面を向いている右眼の中心視野である右眼中心視野の中心から右方向に最大θ１（例えば９４°）までの右眼右方向視野と、右眼中心視野の中心から左方向に最大θ２（例えば６２°）までの右眼左方向視野とを含む。同様に、左眼の視野は、真正面を向いている左眼の中心視野である左眼中心視野の中心から左方向に最大θ１（例えば９４°）までの左眼左方向視野と、左眼中心視野の中心から右方向に最大θ２（例えば６２°）までの左眼右方向視野とを含む。なお、θ１、θ２の数値には、多少個人差がある。なお、θ１＝９４°、θ２＝６２°については、参考文献（US Ministry of Defence Defence Standard 00-25(part6)/Issue2 1 January 1997HUMAN FACTORS FOR DESIGNEERS OF EQUIPMENTPART6: VISION AND LIGHTING Fig.5）参照。

　図２は、右眼右方向視野、右眼左方向視野及び左眼右方向視野の関係を示す図である。図２上図の実線で囲まれた範囲が右眼視野であり、図２上図の破線で囲まれた範囲が左眼視野である。図２から分かるように、右眼右方向視野と右眼左方向視野とを含む右眼視野内に左眼右方向視野（右方に最大６２°）が含まれる。同様に、左眼左方向視野と左眼右方向視野とを含む左眼視野内に右眼左方向視野が含まれる。

（左右の視野が重複する範囲）
　図３は、左右の視野が重複する範囲について説明するための図（その１）である。図４は、左右の視野が重複する範囲について説明するための図（その２）である。図２を用いた上記説明から明らかなように、右眼視野及び左眼視野は、図３及び図４に示すような重複範囲（左右の視野が重複する範囲）を有している。この重複範囲は、右眼左方向視野及び左眼右方向視野を含む。

＜２．本技術の第１実施形態に係る表示装置＞
　以下、本技術の第１実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。図５は、本技術の第１実施形態に係る表示装置１０の側面概念図である。

　表示装置１０は、ユーザの頭部に装着された状態で使用される頭部装着型の表示装置である。すなわち、表示装置１０は、ＨＭＤである。以下、ユーザの顔の上下方向、前後方向、左右方向をそれぞれ単に「上下方向」、「前後方向」、「左右方向」として説明する。

　表示装置１０は、一例として、図５に示すように、画像光を生成する画像光生成系１００と、該画像光生成系１００で生成された画像光をユーザの眼球ＥＢに装着された光学素子３００に導くための光学系２００とを備える。

　（画像光生成系）
　画像光生成系１００は、一例として、複数の画素が２次元に配置された表示素子である。この表示素子は、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ）等の光源（画素）がアレイ状に配置された光源アレイを有していてもよいし、光源と該光源からの光により画像を形成する画像形成素子（液晶パネル又はデジタルミラーデバイス）とを有していてもよい。画像光生成系１００は、一例として、ユーザの頭上（頭部付近）に配置され、画像光を下方に出射する。

（光学系）
　光学系２００は、ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される。具体的には、光学系２００は、例えば全体がユーザの眼球ＥＢよりも上方に配置される。より具体的には、光学系２００は、例えばユーザの頭部付近及び／又は額付近に配置される。

　光学系２００は、一例として、画像光生成系１００で生成された画像光の光路上に配置されたレンズ２０１と、該レンズ２０１を介した画像光の光路上で、該レンズ２０１の後ろ側焦点位置に配置されたミラー２０２と、該ミラー２０２を介した画像光の光路上に配置されたレンズ２０３と、該レンズ２０３を介した画像光の光路上に配置され該画像光を光学素子３００に向けて反射するミラー２０４とを含む。

　レンズ２０１は、一例として、光軸が上下方向を向くように画像光生成系１００の下方且つユーザの額の上方に配置される。

　ミラー２０２は、一例として、ユーザの額付近に配置され、レンズ２０１を介した画像光を前方に向けて反射する。

　レンズ２０３は、一例として、光軸が前後方向を向くようにミラー２０２の前方に配置される。

　ミラー２０４は、一例として、レンズ２０３の前方に配置され、レンズ２０３を介した画像光を光学素子３００に向けて反射する。

　画像光生成系１００及びレンズ２０１と、レンズ２０３及びミラー２０４とが、ミラー２０２に関して共役の関係にある。レンズ２０１、ミラー２０２及びレンズ２０３を含んで転送光学系を構成する。画像光生成系１００で生成された画像光による画像が転送光学系によりミラー２０４に転送され該ミラー２０４に該画像の中間像が形成される。なお、画像光生成系１００及びレンズ２０１をそれぞれ符号１００’、２０１’のようにミラー２０２に関してレンズ２０３及びミラー２０４と共役関係になるように前後方向に配置し、ミラー２０２に代えて、開口数を制御する絞り（アパーチャ）を用いても良い。絞りは、視力に応じてフォーカスフリー（焦点深度）になるように開口サイズを変えても良い。

　表示装置１０において、画像光生成系１００及び光学系２００を含んで投光部が構成される。

（光学素子）
　光学素子３００は、一例として、ユーザの眼球ＥＢに装着されるコンタクトレンズ型の光学素子である。光学素子３００としては、例えば回折素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）、ホログラム素子（ＨＯＥ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）、メタマテリアル等を用いることができる。光学素子３００は、ミラー２０４からの画像光を屈折させて眼球ＥＢの瞳孔を介して網膜に導く。この結果、画像光により表示される画像を現実世界に重畳して表示することができる。

　以上説明した表示装置１０によれば、ユーザの水平視野が制限されるのを抑制できる表示装置を提供することができる。

（実施例）
　図６は、本技術の第１実施形態の実施例に係る表示装置１０－１の側面透視図である。表示装置１０－１では、図６に示すように、画像光生成系１００及び光学系２００が一体的に設けられている。

　表示装置１０－１は、画像光生成系１００及び光学系２００を収容する筐体１５０を備える。筐体１５０は、例えば側面視略Ｌ字状であり、内部に画像光生成系１００、レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３及びミラー２０４が前述したレイアウトで配置されている。

　筐体１５０は、ミラー２０４で反射された画像光を光学素子３００に向けて透過させる窓部を有している。なお、筐体１５０は、透明、半透明又は不透明な材料で構成することができるが、透明な材料で構成する場合には、窓部を有していなくてもよい。

＜３．本技術の第２実施形態に係る表示装置＞
　以下、本技術の第２実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。図７は、本技術の第２実施形態に係る表示装置２０の側面概念図である。図８は、本技術の第２実施形態に係る表示装置の概略正面図である。

　表示装置２０は、図７及び図８に示すように、ミラー２０４と光学素子３００との間の画像光の光路上に偏向部２０５が配置される点（投光部に加えて偏向部を有する点）を除いて、第１実施形態に係る表示装置１０と同様の構成を有する。偏向部２０５は、入射された画像光を光学素子３００に向けて偏向する。偏向部２０５は、表示装置２０の構成要素（詳しくは光学系２００の構成要素）であってもよいし、該構成要素でなくてもよい。すなわち、偏向部２０５は、光学系２００内の偏向部であってもよいし、光学系２００外の偏向部であってもよい。

　表示装置２０でも、光学系２００は、ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される。具体的には、光学系２００の一部（レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３及びミラー２０４）がユーザの眼球ＥＢよりも上方に配置され、光学系２００の他部である偏向部２０５がユーザの左右の視野が重複する範囲である重複範囲ＯＲ（図８参照）に配置される。より具体的には、画像光生成系１００及び光学系２００の上記一部は、一例として、ユーザの頭部付近及び／又は額付近に配置される。偏向部２０５は、一例として、ユーザの顔の中央付近且つ眼球ＥＢよりも下方に配置される。

　偏向部２０５は、左右の視野の一方（例えば右眼視野）の一部を遮る位置に配置されてもよい。この場合、偏向部２０５が重複範囲ＯＲに配置されているので、左右の視野の他方（例えば左眼視野）により、一方（例えば右眼視野）の一部が遮られた部分を補うことができる。偏向部２０５は、左右の視野の他方（例えば左眼視野）の死角に配置されてもよい。この場合、偏向部２０５が少なくとも左眼視野に入らないので煩わしさが緩和される。

　例えば、偏向部２０５は、ユーザの鼻Ｎに沿うように（例えば鼻Ｎの側部に沿うように）配置されてもよい。具体的には、偏向部２０５は、鼻Ｎの側部に装着（例えば貼付）されてもよいし、ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材（例えば眼鏡フレーム）に鼻Ｎに沿うように支持されてもよい。例えば眼鏡フレームに、個人差を解消するために偏向部２０５の姿勢（角度）や位置を調整する調整機構を設けてもよい。

　偏向部２０５の横幅は、ユーザの眼間距離よりも狭いことが好ましい。偏向部２０５の全体を重複範囲ＯＲに位置させることができるからである。

　偏向部２０５は、入射された画像光を回折、反射又は屈折することにより、偏向する素子である。偏向部２０５としては、例えば回折素子（ＤＯＥ）、ホログラム素子（ＨＯＥ）、ミラー、ハーフミラー、偏光ミラー、プリズム等が挙げられる。偏向部２０５の偏向面は、平面であってもよいし、例えば凹曲面、凸曲面、自由曲面等の曲面であってもよい。偏向部２０５は、専用品であってもよいし、汎用品であってもよい。さらには、偏向部２０５は、個人差を解消するために、姿勢（角度）や位置の調整機構を有していても良いし、幾つかの交換部品からユーザが視認できるものを選んでも良い。

　ところで、第１実施形態に係る表示装置１０では、眼球ＥＢよりも上方に配置されたミラー２０４で反射された画像光を眼球ＥＢの上方から眼球ＥＢに装着された光学素子３００に直接入射させるので、上瞼により画像光が蹴られるおそれがある。これに対して、表示装置２０では、眼球ＥＢの上方に配置されたミラー２０４で反射された画像光を一旦眼球ＥＢよりも下方に配置された偏向部２０５に導き、該偏向部２０５で眼球ＥＢの下方から眼球ＥＢに装着された光学素子３００に向けて折り返すので、画像光が上瞼により蹴られることを抑制できる。

（左右の眼が互いに死角を概ね補い合うことができる例）
　図９は、左右の眼が互いに死角を概ね補い合うことができる例を示す図である。図９に示すように比較的小さい偏向部２０５がユーザの顔（詳しくは左右の眼の瞳孔中心）から比較的近い位置に配置される場合には、左右の眼が互いに死角を補う条件が概ね満足され、左右の視野の重複範囲に右眼と左眼の死角が重複する範囲（右眼と左眼に共通の死角）がほとんど存在しない。補足すると、図９の例では、偏向部２０５による右眼の死角の右端と左眼の死角の左端との交点Ｐがユーザの顔から近い位置にあるので、偏向部２０５による右眼と左眼の死角が重複する範囲（図９の濃灰色部分）が非常に小さくなる。すなわち、図９の例では、左右の眼が互いに死角を概ね補い合うことができる。

（左右の眼が互いに死角を補い合うことができない例）
　図１０は、左右の眼が互いに死角を補い合うことができない例を示す図である。図１０に示すように、比較的大きい偏向部２０５がユーザの顔（詳しくは左右の眼の瞳孔中心）から比較的遠い位置に配置される場合には、左右の眼が互いに死角を補い合う条件が満足されず、左右の視野の重複範囲に右眼と左眼の死角が重複する範囲（右眼と左眼に共通の死角）が存在する。補足すると、図１０の例では、偏向部２０５による右眼の死角の右端と左眼の死角の左端との交点（図１０では不図示）がユーザの顔から遠い位置にあるので、偏向部２０５による右眼と左眼の死角が重複する範囲（図１０の薄灰色部分）が非常に大きくなる。すなわち、図１０の例では、左右の眼が互いに死角を補い合うことができない。

（右眼と左眼の死角が重複する範囲をコントロールする方法）
　図１１は、右眼と左眼の死角が重複する範囲をコントロールする方法を説明するための図である。図９及び図１０の例から分かるように、偏向部２０５の大きさ及び位置を調整することにより、右眼の死角の右端と左眼の死角の左端との交点Ｐの位置をコントロールでき、ひいては右眼と左眼の死角が重複する範囲の位置及び大きさをコントロールできる。一方、人間が快適に焦点を合わせることができる最短距離が２５０ｍｍ（明視の距離）と定義されており、２５０ｍｍ以内であれば右眼と左眼の死角が重複する範囲があってもさほど問題にはならない。

（偏向部の幅又は位置の設定方法）
　図１２は、偏向部の幅（横幅）及び位置の設定方法を説明するための図である。ユーザの右眼ＲＥＢ及び左眼ＬＥＢの瞳孔中心から、右眼の死角の右端と左眼の死角の左端との交点Ｐまでの距離をＹとする。ここでは、便宜上、偏向部２０５をユーザの顔の中心を通る左右方向に直交する平面に関して対称に、且つ、右眼ＲＥＢ及び左眼ＬＥＢの瞳孔中心を通る前後方向に直交する平面から前方に距離Ｘだけ離れた位置に配置する。ユーザの眼間距離（正面視のときの右眼ＲＥＢ及び左眼ＬＥＢの瞳孔中心間距離）をＤｃとする。偏向部２０５の顔に近い側の幅をＤとする。この場合に、図１２における右眼と左眼の死角が重複する範囲を囲む三角形と、右眼ＲＥＢ及び左眼ＬＥＢの瞳孔中心と交点Ｐとを頂点とする三角形とは、相似なので、Ｄｃ／Ｙ＝Ｄ／（Ｙ－Ｘ）が成立する。これより、Ｙ、Ｄｃ、Ｘが決めれば、Ｄを求めることができる。また、Ｙ、Ｄｃ、Ｄが決まれば、Ｘを求めることができる。Ｙ≦２５０ｍｍ（明視の距離）であることが好ましい。

（偏向部の幅又は位置を設定する例）
　図１３は、偏向部の幅又は位置を設定する例を示す図である。上記式において、例えばＹ＝２５０ｍｍ、Ｄｃ＝６０ｍｍ、Ｘ＝３０ｍｍとすると、Ｄ＝５２．８ｍｍと算出される。Ｄがこの値（５２．８ｍｍ）よりも大きい場合には、明視の距離（２５０ｍｍ）以上の位置に右眼と左眼の死角が重複する範囲が発生する。よって、Ｙ＝２５０ｍｍ、Ｄｃ＝６０ｍｍ、Ｘ＝３０ｍｍの場合には、Ｄ≦５２．８ｍｍであることが好ましい。また、上記式において、例えばＹ＝２５０ｍｍ、Ｄｃ＝６０ｍｍ、Ｄ＝５２．８ｍｍとすると、Ｘ＝３０ｍｍと算出される。Ｘがこの値（３０ｍｍ）よりも大きい場合には、明視の距離（２５０ｍｍ）以上の位置に右眼と左眼の死角が重複する範囲が発生する。よって、Ｙ＝２５０ｍｍ、Ｄｃ＝６０ｍｍ、Ｄ＝５２．８ｍｍの場合には、Ｘ≦３０ｍｍ以下であることが好ましい。

　以上説明した表示装置２０によれば、ユーザの水平視野が制限されるのを抑制できる表示装置を提供することができる。

（実施例１）
　図１４は、本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置２０－１の側面透視図である。図１５は、本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置２０－１の概略正面図である。図１６は、本技術の第２実施形態の実施例１に係る表示装置２０－１の偏向部２０５及びリムレス眼鏡フレームＥＦの斜視図である。

　表示装置２０－１では、画像光生成系１００及び光学系２００の一部（レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３及びミラー２０４）が一体的に設けられている。

　表示装置２０－１は、画像光生成系１００及び光学系２００の一部を収容する筐体１５０を備える。筐体１５０は、例えば側面視略Ｌ字状であり、内部に画像光生成系１００、レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３及びミラー２０４が前述したレイアウトで配置されている。

　筐体１５０は、ミラー２０４で反射された画像光を偏向部２０５に向けて透過させる窓部を有している。なお、筐体１５０は、透明、半透明又は不透明な材料で構成することができるが、透明な材料で構成する場合には、窓部を有していなくてもよい。

　偏向部２０５は、一例として、ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材としてのリムレス眼鏡フレームＥＦに支持されうる（図１６参照）。偏向部２０５は、リムレス眼鏡フレームＥＦの鼻当の外側面に取り付けられることが好ましい。リムレス眼鏡フレームＥＦは、リム（レンズを保持する保持部）がないのでユーザの水平視野をほとんど妨げない。偏向部２０５がリムレス眼鏡フレームＥＦに支持される場合には、個人差を解消するために、偏向部２０５の姿勢（角度）や位置の調整機構を偏向部２０５やリムレス眼鏡フレームＥＦに設けてもよいし、幾つかの支持の角度が異なる交換部品の中からユーザが、情報を視認できるものを選んで交換しても良い。

　表示装置２０－１によれば、光学系２００において偏向部２０５を別体としているので、筐体１５０を小型化しつつ画像光を光学素子３００に確実に入射させることができる。

（実施例２）
　図１７は、本技術の第２実施形態の実施例２に係る表示装置２０－２の側面透視図である。図１８は、本技術の第２実施形態の実施例２に係る表示装置２０－２の概略正面図である。

　表示装置２０－２では、画像光生成系１００及び光学系２００（レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３、ミラー２０４及び偏向部２０５）が一体的に設けられている。

　表示装置２０－２は、画像光生成系１００及び光学系２００を収容する筐体１６０を備える。筐体１６０は、ミラー２０４から偏向部２０５までの光路を覆う部分が筐体１５０（図１４参照）に継ぎ足された構造（例えば側面視略Ｚ字状、側面視略Ｓ字状又は側面視略クランク状の構造）を有し、内部に画像光生成系１００、レンズ２０１、ミラー２０２、レンズ２０３、ミラー２０４及び偏向部２０５が前述したレイアウトで配置されている。

　筐体１６０は、偏向部２０５で偏向された画像光を光学素子３００に向けて透過させる窓部を有している。なお、筐体１６０は、透明、半透明又は不透明な材料で構成することができるが、透明な材料で構成する場合には、窓部を有していなくてもよい。

　偏向部２０５は、ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材としての筐体１６０に鼻Ｎ（例えば鼻Ｎの側部）に沿うように支持される。筐体１６０のユーザの顔の前方で少なくとも上下に延びる部分は、重複範囲ＯＲに位置するので、水平視野をほとんど妨げない（図１８参照）。

　表示装置２０－２によれば、光学系２００において偏向部２０５を含む全ての光学部品が筐体１６０に収容されているので、各光学部品を保護しつつ画像光を光学素子３００に確実に入射させることができる。

（実施例３）
　図１９は、本技術の第２実施形態の実施例３に係る表示装置２０－３の概略正面図である。表示装置２０－３では、光学系２００は、画像光をユーザの左右の眼球用の光学素子３００Ｒ、３００Ｌに導く。表示装置２０－３では、投光部が右眼用及び左眼用で兼用であり、光学系２００が右眼用の偏向部２０５Ｒ及び左眼用の偏向部２０５Ｌを有する。画像光生成系１００で生成されレンズ２０１、ミラー２０２及びレンズ２０３をこの順に介した画像光は、ミラー２０４で右眼用及び左眼用の偏向部２０５Ｒ、２０５Ｌに向けて反射される。偏向部２０５Ｒに入射された画像光は、偏向部２０５Ｒで右眼用の光学素子３００Ｒに向けて偏向される。偏向部２０５Ｌに入射された画像光は、偏向部２０５Ｌで左眼用の光学素子３００Ｌに向けて偏向される。また、画像光は、右眼用及び左眼用の偏向部２０５Ｌ、２０５Ｒに交互に照射されてシーケンシャル表示されても良いし、右眼用及び左眼用の偏向部２０５Ｌ、２０５Ｒの一方のみに照射されて片眼のみに表示されても良い。

　表示装置２０－３によれば、投光部が右眼用及び左眼用で兼用なので、大型化を抑制しつつ右眼ＲＥＢ及び左眼ＬＥＢに画像を表示することができる。

（実施例４）
　図２０は、本技術の第２実施形態の実施例４に係る表示装置２０－４の側面透視図である。表示装置２０－４は、実施例１、２に係る表示装置２０－１、２０－２のように片眼用の偏向部２０５のみを有していてもよいし、実施例３に係る表示装置２０－３のように両眼用の偏向部２０５（２つの偏向部２０５）を有していてもよい。

　表示装置２０－４は、図２０に示すように、視線検出系４００を有している。視線検出系４００は、ユーザの眼球ＥＢの向きである視線を検出する。

　視線検出系４００は、受発光部を有する赤外線センサであってもよいし、撮像素子（例えばイメージセンサ等）を有するカメラであってもよい。視線検出系４００は、例えば筐体１５０内に配置されている。

　画像光生成系１００は、視線検出系４００での検出結果に基づいて、画像光による画像表示を可変（変更可能）である。具体的には、画像表示の位置、大きさ、明るさ、内容等が可変である。

　具体的には、画像光生成系１００は、ユーザの視線方向に画像光による画像の表示位置を追従させてもよい。例えば、ミラー２０４を異なる２軸周りに独立して回動可能な回動機構（ステアリング機能）を設け、該回動機構をユーザの視線方向に応じて制御してもよい。

　画像光生成系１００は、ユーザの視線に応じて画像光による画像表示をオン・オフしてもよい。例えばユーザの視線が正面を向いているときに画像表示をオン（又はオフ）とし、ユーザの視線が周辺を向いているときに画像表示をオフ（又はオン）としてもよい。

　画像光生成系１００は、ユーザの視線に応じて画像光による画像表示の大小を変更してもよい。例えばユーザの視線が正面を向いているときに画像表示を大きく（又は小さく）し、ユーザの視線が周辺を向いているときに画像表示を小さく（又は大きく）してもよい。

　画像光生成系１００は、ユーザの視線に応じて画像光による左右の画像表示を変更してもよい。例えばユーザの視線が左から右へ又は右から左へ移動したとき、左右の眼に表示する画像を切り替えてもよいし、左右の眼の少なくとも一方に表示する画像の内容を変更してもよい。

　表示装置２０－４によれば、ユーザの視線に応じた有効な画像表示を行うことができる。

（実施例５）
　図２１は、本技術の第２実施形態の実施例５に係る表示装置２０－５の側面透視図である。表示装置２０－５は、実施例１、２に係る表示装置２０－１、２０－２のように片眼用の偏向部２０５のみを有していてもよいし、実施例３に係る表示装置２０－３のように両眼用の偏向部２０５（２つの偏向部２０５）を有していてもよい。

　表示装置２０－５は、図２１に示すように、視線検出系４００に加えて、ユーザの視野及び視野外（例えば視野の周辺を含む範囲）の情報（例えば映像、音声等）を取得する情報取得系を備える。該情報取得系は、一例として、ユーザの視野及び視野外を撮像する撮像部４５０（例えばカメラ）を含む。表示装置２０－５は、撮像部４５０の撮像画像を解析する画像解析部と、マイク５００（情報取得系の構成要素でもある）、スピーカー６００等を含む音声入出力部と、音声認識部と、音声入出力部、スマートフォン等に情報を送信する情報送信部７００と、記憶部（例えばメモリ）とを有する点を除いて、実施例４に係る表示装置２０－４と同様の構成を有する。画像解析部、音声認識部、情報送信部７００及び記憶部は、一例として、筐体１５０内に配置された同一基板上に設けられている。画像解析部、音声認識部、情報送信部７００は、例えばＣＰＵ、チップセット等を含むハードウェアにより実現される。

　表示装置２０－４では、撮像部４５０で撮像した、ユーザの視野及び視野外の撮像画像を解析して、例えば弱視、視野欠損等を有するユーザに対して安全性を確報するための情報（例えば障害物、車、人等がいずれの方向に存在するかの情報等）をユーザの求めに応じて又は自動的に伝達する。また、撮像部４５０が、ユーザの前方視野及びその周囲を含む範囲に加えて、ユーザの後方を撮像して、死角方向からの情報、例えば動体が迫っている場合や、障害物の存在など、危険な状態が予測される情報を伝達しても良い。

（ユーザの求めに応じて情報を伝達する例）
　例えばユーザが前後左右のいずれかの方向を音声で通知したときに、その音声が音声入出力部で音声信号に変換され音声認識部で認識される。音声認識部は、その音声に応じた方向を画像解析部に送信する。画像解析部は、撮像部４５０から取得した撮像画像に基づいてその方向における障害物等の有無を判定し、その判定結果を情報送信部７００に送信する。情報送信部７００は、画像解析部からの判定結果に応じた情報を音声入出力部、スマートフォン等に送信する。判定結果を受信した音声入出力部は、スピーカー６００を介してその判定結果を予め記憶部に記憶された音声によりユーザに通知する。判定結果を受信したスマートフォンは、その判定結果を音声、警報音、振動、映像表示等により、ユーザに通知する。

（自動的に情報を伝達する例）
　例えば画像解析部が撮像部４５０からの撮像画像に基づいて予めユーザの視野に存在する障害物等の有無を判定し、その判定結果を情報送信部７００に送信する。情報送信部７００は、画像解析部からの判定結果に応じた情報を音声入出力部、スマートフォン等に送信する。判定結果を受信した音声入出力部は、スピーカー６００を介してその判定結果を予め記憶部に記憶された音声によりユーザに通知する。判定結果を受信したスマートフォンは、その判定結果を音声、警報音、振動、映像表示等により、ユーザに通知する。

　以上説明した表示装置２０－４によれば、視覚に何らかの問題を有するユーザにとっても安全性に優れる表示装置を提供できる。

＜４．本技術に係る表示装置の基本構成例１＞
　図２２は、本技術に係る表示装置の基本構成例１の側面概念図である。本技術に係る表示装置の基本構成例１は、図２２に示すように、上記各実施形態で採用された、画像光生成系１００が表示素子を有し、該表示素子で生成された画像光を光学系２００（最終段がミラー２０４又は偏向部２０５）により光学素子３００に導く構成である。図２２のミラー２０２は、レンズ２０１を介した画像光の光路上で、レンズ２０１の後ろ側焦点位置に配置される。また、ミラー２０２に代えて、開口数を制御する絞り（アパーチャ）を用いても良い。絞りは、視力に応じてフォーカスフリー（焦点深度）になるように開口サイズを変えても良い。

＜５．本技術に係る表示装置の基本構成例２＞
　図２３は、本技術に係る表示装置の基本構成例２の側面概念図である。本技術に係る表示装置の基本構成例２は、図２３に示すように、画像光生成系１００が光源１０１、コリメートレンズ１０２及び光偏向器（例えばＭＥＭＳミラー）を有し、光偏向器１０３は、レンズ２０３の前側焦点位置に配置されている。表示装置の基本構成例２は、光源１０１から出射されコリメートレンズ１０２で略平行光とされた光を光偏向器１０３で偏向・走査して画像光を生成し、該画像光をレンズ２０３と、ミラー２０４及び偏向部２０５のうち少なくともミラー２０４とにより光学素子３００に導く構成である。

＜６．本技術の第３実施形態に係る表示システム＞

　以下に、本技術の第３実施形態の表示システムの一例である表示システム１０００について、図２４を参照して説明する。図２４は、表示システム１０００の機能を示すブロック図である。表示システム１０００は、表示装置１０又は表示装置２０と、制御装置１７０とを備える。制御装置１７０は、例えば、信号入力部１０００ａ、信号処理部１０００ｂ、駆動部１０００ｃ、電力取得部１０００ｄ及び電源１０００ｅを含む。

　信号入力部１０００ａは、映像信号出力装置（例えばスマートフォン、パソコン、メモリ等）からの映像信号を入力する。

　信号処理部１０００ｂは、信号入力部１０００ａを介して入力された映像信号を処理し、表示装置を駆動するための駆動信号（変調信号）を生成する。

　駆動部１０００ｃは、信号処理部１０００ｂからの駆動信号を表示装置に印加して該表示装置を駆動する。

　電力取得部１０００ｄは、有線又は無線により電源１０００ｅから電力を取得し、信号入力部１０００ａ、信号処理部１０００ｂ、駆動部１０００ｃ及び表示装置に電力を振り分ける。

　電源１０００ｅは、蓄電池（例えば電池、二次電池等）でもよいし、発電源であってもよい。

＜７．本技術の変形例＞
　上記第１及び第２実施形態の表示装置は、適宜変更可能である。例えば光学系２００の構成及びレイアウトは、適宜変更可能である。

　上記第１及び第２実施形態の各実施例において、光学素子３００は眼球ＥＢに装着されるコンタクトレンズ型であるが、これに代えて、眼球ＥＢに埋め込まれる埋め込み型であってもよい。なお、埋め込み型レンズ（眼内レンズ）に機能を持たせても良い。

　光学系２００の全体が、ユーザの左右の視野が重複する範囲に配置されてもよい。

　光学系２００の全体が、左右の視野の一方の一部を遮る位置に配置されてもよい。

　光学系２００の全体が、左右の視野の他方の死角に配置されてもよい。

　光学系２００の全体が、ユーザの顔の中央付近に配置されてもよい。

　光学系２００の全体が、眼球ＥＢよりも下方に配置されてもよい。

　光学系２００の全体が、眼球ＥＢよりも上方に配置されてもよい。

　例えば、第１及び第２実施形態の各実施例の表示装置の構成を相互に矛盾しない範囲内で適宜組み合わせてもよい。

　なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
（１）画像光を生成する画像光生成系と、
　前記画像光生成系で生成された画像光をユーザの眼球に装着された又は埋め込まれた光学素子に導くための光学系と、
　を備え、
　前記光学系は、前記ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される、表示装置。
（２）前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの左右の視野が重複する範囲に配置される、（１）に記載の表示装置。
（３）前記光学系の少なくとも一部が、前記左右の視野の一方の一部を遮る位置に配置される、（１）又は（２）に記載の表示装置。
（４）前記光学系の少なくとも一部が、前記左右の視野の他方の死角に配置される、（１）～（３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（５）前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの顔の中央付近に配置される、（１）～（４）のいずれか１つに記載の表示装置。
（６）前記光学系の少なくとも一部が、前記眼球よりも下方に配置される、（１）～（５）のいずれか１つに記載の表示装置。
（７）前記光学系の少なくとも一部が、前記眼球よりも上方に配置される、（１）～（６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（８）前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの鼻に沿うように配置され入射された前記画像光を前記光学素子に向けて偏向する偏向部を含む、（１）～（７）のいずれか１つに記載の表示装置。
（９）前記偏向部の幅は、前記ユーザの眼間距離よりも狭い、（８）に記載の表示装置。
（１０）前記偏向部は、前記ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材に支持される、（８）又は（９）に記載の表示装置。
（１１）前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの鼻に沿うように配置される偏向部を介して前記光学素子に導く、（１）～（１０）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１２）前記画像光生成系及び／又は前記光学系は、前記ユーザの頭部付近及び／又は額付近に配置される、（１）～（１１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１３）前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの左右の眼球用の前記光学素子に導く、（１）～（１２）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１４）前記ユーザの視線を検出する視線検出系を更に備え、前記画像光生成系は、前記視線検出系での検出結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変である、（１）～（１３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１５）前記ユーザの視野及び視野外の情報を取得する取得系を更に備え、前記画像光生成系は、前記取得系での取得結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変である、（１）～（１４）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１６）前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部が一体的に設けられている、（１）～（１５）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１７）前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部を収容する筐体を更に備える、（１）～（１６）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１８）前記偏向部は、回折素子である、（８）～（１１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１９）前記偏向部は、ホログラム素子である、（８）～（１１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（２０）頭部装着型である、（１）～（１９）のいずれか１つに記載の表示装置。
（２１）（１）～（２０）のいずれか１つに記載の表示装置と、
　前記表示装置を制御する制御装置と、
　を備える、表示システム。

　１０、１０－１、２０、２０－１、２０－２、２０－３、２０－４、２０－５、２０－５：表示装置、１００：画像光生成系、１５０、１６０：筐体、２００：光学系、２０５：偏向部、３００：光学素子、４００：視線検出系、４５０：撮像部（情報取得系の一部）、１０００：表示システム、ＥＢ：眼球、ＯＲ：重複範囲（左右の視野が重複する範囲）、ＥＦ：リムレス眼鏡フレーム（支持部材）。

Claims

　画像光を生成する画像光生成系と、
　前記画像光生成系で生成された画像光をユーザの眼球に装着された又は埋め込まれた光学素子に導くための光学系と、
　を備え、
　前記光学系は、前記ユーザの少なくとも水平視野を妨げない位置に配置される、表示装置。
　前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの左右の視野が重複する範囲に配置される、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記左右の視野の一方の一部を遮る位置に配置される、請求項２に記載の表示装置。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記左右の視野の他方の死角に配置される、請求項３に記載の表示装置。
　前記光学系の少なくとも一部が、前記ユーザの顔の中央付近に配置される、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記眼球よりも下方に配置される、請求項５に記載の表示装置。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記眼球よりも上方に配置される、請求項５に記載の表示装置。
　前記光学系の前記少なくとも一部が、前記ユーザの鼻に沿うように配置され入射された前記画像光を前記光学素子に向けて偏向する偏向部を含む、請求項５に記載の表示装置。
　前記偏向部の幅は、前記ユーザの眼間距離よりも狭い、請求項８に記載の表示装置。
　前記偏向部は、前記ユーザの顔及び／又は頭部に装着される支持部材に支持される、請求項８に記載の表示装置。
　前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの鼻に沿うように配置される偏向部を介して前記光学素子に導く、請求項５に記載の表示装置。
　前記画像光生成系及び／又は前記光学系は、前記ユーザの頭部付近及び／又は額付近に配置される、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学系は、前記画像光を前記ユーザの左右の眼球用の前記光学素子に導く、請求項１に記載の表示装置。
　前記ユーザの視線を検出する視線検出系を更に備え、
　前記画像光生成系は、前記視線検出系での検出結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変である、請求項１に記載の表示装置。
　前記ユーザの視野及び視野外の情報を取得する情報取得系を更に備え、
　前記画像光生成系は、前記情報取得系での取得結果に基づいて前記画像光による画像表示を可変である、請求項１に記載の表示装置。
　前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部が一体的に設けられている、請求項１に記載の表示装置。
　前記画像光生成系及び前記光学系の少なくとも一部を収容する筐体を更に備える、請求項１に記載の表示装置。
　前記偏向部は、回折素子である、請求項８に記載の表示装置。
　前記偏向部は、ホログラム素子である、請求項８に記載の表示装置。
　頭部装着型である、請求項１に記載の表示装置。
　請求項１に記載の表示装置と、
　前記表示装置を制御する制御装置と、
　を備える、表示システム。