WO2023204023A1

WO2023204023A1 - 表示装置及び表示装置用モジュール

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Publication number: WO2023204023A1
Application number: PCT/JP2023/014025
Authority: WO
Inventors: 守鈴木; 貴俊松山; 晋市川; 匡利中村; 朋義黒田
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2023-04-05
Publication date: 2023-10-26

Abstract

本開示は、映像のリアリティの向上又は映像による不快感を減少するための技術を提供することを目的とする。　本開示は、第一表示素子及び第二表示素子と、前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系とを少なくとも備えており、前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、表示装置を提供する。前記表示装置は、例えば、前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトすることができるように構成されていてよい。

Description

表示装置及び表示装置用モジュール

　本開示は、表示装置及び表示装置用モジュールに関する。

　映像を表示するための装置の一種として、右眼用モジュール及び左眼用モジュールを含む表示装置が挙げられる。そのような表示装置は、例えば据え置き型の表示装置として構成されたり、又は、頭部装着型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ又はＨＭＤともいう）として構成されたりする。このような表示装置が種々の局面において利用されるようになってきている。

　このような表示装置は、ユーザに虚像を提供するように構成され、すなわち、虚像を眼の網膜上に結像させるように構成されうる。当該表示装置によりユーザへ提示される映像を改良するために、種々の技術が提案されている。

　例えば下記特許文献１には、ユーザの頭部に装着して用いられ、好適な虚像を提供することができる優れたＨＭＤを提供すること、特には映画館の最も良い席で見るような臨場感を感じさせる虚像を提供することができる優れたＨＭＤを提供することを課題とする発明が開示されている。同文献に開示されているＨＭＤは、「左眼用画像を表示する左眼用表示パネルと、４５乃至５５度の画角を持ち、前記左眼用画像の虚像を形成する左眼用光学系と、右眼用画像を表示する右眼用表示パネルと、４５乃至５５度の画角を持ち、前記右眼用画像の虚像を形成する右眼用光学系と、前記左眼用表示部及び前記右眼用表示部の画面表示を制御する表示制御部と、を具備する」（請求項１）。

　また、下記特許文献２には、収差補正に関する発明が開示されている。同文献には、画像表示素子と前記画像表示素子に表示された表示画像をアイポイントに導く接眼光学系とを含む接眼表示ユニットを備えている表示装置に関する発明が記載されている。当該表示装置において、「前記接眼光学系による像倍率が２倍以上であり、前記接眼光学系は、複数の単レンズからなる共軸系であり、前記複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズであり、前記画像表示素子は、前記表示画像として、前記接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する」（請求項１）。

特開２０１２－１４１４６１号公報特開２０２０－０２０９３５号公報

　上記で述べた表示装置の光学系によって生成される虚像面は、一般的には一面のみである。しかしながら、例えばユーザが着目する物体と当該物体の背景とを含む映像などに関して、当該表示装置により生成される虚像面が１面である場合は、当該着目物体と当該背景が同一の距離に配置される。この場合、当該映像は、ユーザが日常的に体験している知覚イメージと乖離している。当該乖離は、輻輳調節矛盾とも呼ばれる。当該乖離は、映像のリアリティを低下させる場合があり、又は、ユーザに不快感が生じさせる場合もある。
　そこで、本開示は、上記乖離を減少させ、映像のリアリティの向上又は映像による不快感を減少するための技術を提供することを目的とする。

　本開示は、
　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置を提供する。
　前記表示装置は、前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトすることができるように構成されていてよい。
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の少なくとも一方は、光軸方向にシフトすることができるように構成されており、且つ
　前記光軸方向におけるシフトにより、各表示光により形成される虚像面の位置がシフトするように構成されていてよい。
　前記表示装置は、前記第一表示素子、前記第二表示素子、前記光学素子、及び前記導光光学系を含む表示装置用モジュールを２セット有し、
　これら２セットのモジュールのうち、一方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されており、且つ、他方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されていてよい。
　前記表示装置は、２以上の表示光によって、各表示光の解像度よりも高い解像度を有する１つの画像を提示するように構成されていてよい。
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えていてよい。
　前記光学素子及び前記反射素子は、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置されてよい。
　前記第一表示素子の表示面が、前記第一表示光の光軸に対して垂直な面に対して傾きを有するように、前記第一表示素子が配置されていてよい。
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第一表示素子から出射された前記第一表示光が入射する面に、反射防止膜が設けられていてよい。
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第二表示素子から出射された前記第二表示光が入射する面に、金属膜が設けられていてよい。
　前記中間像を結ぶ位置及びその付近には、光学部品が配置されていなくてよい。
　前記導光光学系は、前記第一表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系、及び、前記第二表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系を含み、且つ、
　これら２つのレンズ光学系は同一の構成を有してよい。
　前記表示装置は、重畳される２以上の表示光に応じて、各表示素子が表示する画像を補正するように構成されていてよい。
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えており、且つ、
　前記反射素子は、光を透過しないように構成されていてよい。
　前記表示装置は、据え置き型の表示装置として構成されていてよい。
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の表示面の対角寸法は、５インチ以下であってよい。
　前記表示装置の視野画角は７０°以上であってよい。
　前記表示装置の像倍率は１．５倍以上であってよい。
　また、本開示は、
　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置用モジュールも提供する。

複数の虚像面を生成するための光学系の例を示す図である。本開示の表示装置の構成例を示す模式図である。本開示の表示装置の構成例を示す模式図である。本開示の表示装置の構成例を示す模式図である。本開示の表示装置の構成例を示す模式図である。中間像の形成が１回行われる場合の光路の例の模式図である。表示素子のシフトを説明するための模式図である。本開示の表示装置により提示される映像の例を説明するための図である。反射素子の回転角度を説明するための図である。反射素子の回転角度を説明するための図である。反射素子の回転角度を説明するための図である。光学素子への入射角度を説明するための模式図である。虚像距離分布の解析結果を示す図である。２つの反射素子間の光の振舞いを説明するための模式図である。あおりδを説明するための模式図である。あおりδを説明するための模式図である。虚像距離分布の解析結果を示す図である。二重像を形成する迷光の例を示す模式図である。二重像の例を示す図である。中間像が結ばれる位置を説明するための模式図である。視認画像の解析結果を示す図である。画像補正の模式的な例を示す図である。レンズの位置が重なり合いを説明するための模式図である。撮像素子を含む表示装置の構成例を示す模式図である。２つの虚像面が形成される表示装置の例の模式図である。４つの虚像面が形成される表示装置の例の模式図である。８つの虚像面が形成される表示装置の例の模式図である。表示光の重畳による解像度向上を説明するための図である。表示装置の外観の例を示す図である。表示装置の使用状態の例を示す図である。本開示の表示装置の構成例のブロック図である。金属膜を光学素子に設けることによる画質向上を説明するための図である。

　以下、本開示を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示の代表的な実施形態を示したものであり、本開示の範囲はこれらの実施形態のみに限定されない。

　本開示について、以下の順序で説明を行う。
１．本開示の説明
２．第１の実施形態（表示装置）
（１）構成例
（２）表示素子のシフト
（３）反射素子と光学素子の配置
（４）第一表示素子の傾き
（５）ＡＲコーティング
（６）金属膜
（７）中間像が結ばれる位置付近にレンズが配置されていない
（８）レンズ光学系の形状
（９）画像補正
（１０）光を透過しない反射素子
（１１）変形例
（１１－１：虚像距離の調整）
（１１－２：可変焦点レンズ）
（１１－３：撮像素子）
（１１－４：虚像面の数の増加）
（１１－５：解像度向上）
３．第２の実施形態（表示装置用モジュール）

１．本開示の説明

　上記で述べたとおり、表示装置により生成される虚像面が１面である場合は、当該表示装置により生成される映像は、ユーザが日常的に体験している知覚イメージと乖離しうる。当該乖離は、映像のリアリティを低下させる場合があり、又は、ユーザに不快感が生じさせる場合もある。

　そこで、複数の虚像面を形成することができるように表示装置の光学系を構成することが考えられる。複数の虚像面を生成するために、例えば図１に示されるように、２つの表示素子１及び２により出射された映像表示光を、ハーフミラー又はビームスプリッタなどの光学素子３によって重畳するように光学系を構成することが考えられる。また、所望の像倍率で虚像をユーザが視認できるようにするために、光学素子３と眼球との間にレンズ４が配置されうる。表示素子１及び２のそれぞれから出た映像表示光を、それぞれの虚像距離が異なるように重畳することによって、複数の虚像面を形成することができる。すなわち、奥行き方向（眼球へ進入した映像表示光の光軸方向）における位置が異なる複数の虚像を生成することができる。

　図１に示されるような構成を採用するためには、映像表示光の光路上にハーフミラー又はビームスプリッタなどの光学素子３を設ける必要がある。光学素子３を光路上に設けるためには、当該光学素子を配置するためのスペースがレンズ４と表示素子１及び２の間に存在する必要がある。当該スペースを設けることは、像倍率が比較的低く（すなわち光学系の焦点距離が比較的長く）、少ない数のレンズを有する（例えば１又は２枚程度のレンズのみで構成される）光学系においては、比較的容易である。

　しかしながら、例えば１インチ程度の小型の表示素子を含み且つ視野画角が１００°を超える光学系などの、高い像倍率を有する光学系においては、当該スペースを設けることはしばしば難しい。
　この理由の一つとして、例えば像倍率が高い光学系では焦点距離が比較的短くなることが挙げられる。
　また、他の理由として、そのような光学系においては、収差補正のために複数のレンズが光路上に設けられる必要があり、これに伴いレンズの数が多くなる（例えば３枚以上）ことも挙げられる。例えば、上記特許文献２に記載されるように、収差補正のために３枚以上のレンズが１つのレンズ光学系を形成するために用いられる。
　このように、小型の表示素子を用いた高画角な表示装置においては、複数の虚像面を生成することは難しい。

　本開示の表示装置は、第一表示素子及び第二表示素子と、前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系とを少なくとも備えている。ここで、前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている。
　当該表示装置は、当該表示装置が有する少なくとも２つの表示素子のそれぞれから出た表示光が重畳されているので、複数の虚像面を形成することができる。これにより、上記で述べた知覚イメージにおける乖離を減少することができる。さらに、前記導光光学系は１回以上中間像を結ぶように構成されているので、当該重畳を行うための光学素子を配置しやすい。また、当該重畳を行うための光学素子に加え、導光のための光学部品を配置することもでき、複数の虚像面による映像提示において、後述のとおり種々の改善を行うこともできる。また、中間像を結ぶ光学系は、レンズを配置できる十分なスペースがあり、中間像を結ばない光学系に比べて、収差補正を行いやすく、光学性能を高めることが可能である。

　一実施態様において、前記表示装置は、前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトすることができるように構成されていてよい。これにより、映像のリアリティを高めることができる。当該虚像面の位置のシフトは、例えば、前記第一表示素子及び前記第二表示素子の光軸方向におけるシフトによって実行されてよいが、他の手法により実行されてもよい。
　このように、本開示によって虚像距離を調整することができるが、本開示は他の目的のために利用されてもよい。例えば、視度補正のために、虚像面の位置が調整されてもよい。

２．第１の実施形態（表示装置）

（１）構成例

　本開示の表示装置の構成例を、図２を参照して説明する。
　同図には、本開示に従う表示装置に含まれる構成要素の模式的な配置の例が示されている。同図の表示装置１０は、第一表示素子１１及び第二表示素子１２、及び、前記第一表示素子が発した第一表示光Ｌ１を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光Ｌ２を反射して重畳表示光を形成する光学素子１３を備えている。

　表示装置１０は、さらに、導光光学系１４を有する。当該導光光学系は、第一表示素子１１と光学素子１３の間の光路上に設けられたレンズ光学系１５、第二表示素子１２と光学素子１３の間の光路上に設けられたレンズ光学系１６、及び、光学素子１３と眼球Ｅとの間の光路上に設けられたレンズ光学系１７を含む。当該導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上（例えば１回、２回、又は３回、好ましくは１回又は２回、より好ましくは１回）中間像を結ぶように構成されている。当該導光光学系は、より特には、前記眼球と前記光学素子１３との間の光路上で１回以上（例えば１回、２回、又は３回、好ましくは１回又は２回、より好ましくは１回）中間像を結ぶように構成されている。

　以上で説明した第一表示素子１１、第二表示素子１２、光学素子１３、及び導光光学系１４は、一方の眼球に映像表示光を提示するための１セットの表示装置用モジュールとして構成されてよい。すなわち、本開示に従う表示装置は、左目用及び右目用として、それぞれ１つずつ当該表示装置用モジュールを有してよい。すなわち、本開示に従う表示装置は、第一表示素子１１、第二表示素子１２、光学素子１３、及び導光光学系１４を含む表示装置用モジュールを２つ有してよい。

　このように構成された表示装置のより具体的な例を、図３を参照しながら説明する。

　図３は、本開示に従う表示装置のより具体的な構成例である。
　同図の表示装置１００は、第一表示素子１０１及び第二表示素子１０２、及び、前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子１０３を備えている。
　より具体的には、光学素子１０３は、前記第一表示光を透過させて、前記第一表示光を反射素子１０４へと到達させる。また、光学素子１０３は、前記第二表示光を反射して、前記第二表示光を反射素子１０４へと到達させる。光学素子１０３は、当該透過及び当該反射によって前記第一表示光及び前記第二表示光を重畳して重畳表示光を形成し、そして、当該重畳表示光を反射素子１０４へ到達させる。

　表示装置１００は、さらに、前記重畳表示光（すなわち前記第一表示光及び前記第二表示光の両方）を反射する反射素子１０４を備えている。当該反射素子は、前記重畳表示光を反射して、前記重畳表示光を眼球Ｅへと到達させる。

　表示装置１００は、さらに導光光学系１０９を有する。当該導光光学系は、以下の４つのレンズ光学系を少なくとも含みうる：
　第一表示素子１０１と光学素子１０３との間の光路上に設けられたレンズ光学系１０５；
　第二表示素子１０２と光学素子１０３との間の光路上に設けられたレンズ光学系１０６；
　光学素子１０３と反射素子１０４との間の光路上に設けられたレンズ光学系１０７；及び
　反射素子１０４と眼球Ｅとの間の光路上に設けられたレンズ光学系１０８。

　当該導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上（例えば１回、２回、又は３回、好ましくは１回又は２回、より好ましくは１回）中間像を結ぶように構成されている。
　当該導光光学系は、より特には、眼球Ｅと光学素子１０３との間の光路上で１回以上（例えば１回、２回、又は３回、好ましくは１回又は２回、より好ましくは１回）中間像を結ぶように構成されている。
　当該導光光学系は、さらにより特には、眼球Ｅと反射素子１０４との間の光路上で１回以上（例えば１回、２回、又は３回、好ましくは１回又は２回、より好ましくは１回）中間像を結ぶように構成されている。

　前記導光光学系は、第一表示光及び第二表示光を光学素子１０３へ導光し且つ重畳表示光を眼球Ｅへと導光するように構成されてよい。
　また、前記導光光学系は、第一表示素子１０１から出射された第一表示光Ｌ１及び第二表示素子１０２から出射された第二表示光Ｌ２のそれぞれが１回以上中間像を結ぶように構成されてよい。

　第一表示光Ｌ１の光路上には、レンズ光学系１０５、１０７、及び１０８が配置されている。当該光路上に存在するこれらレンズ光学系が、第一表示素子１０１から眼球Ｅまでの光路上で第一表示光Ｌ１が１回以上中間像を結ぶように構成されている。
　また、第二表示光Ｌ２の光路上には、レンズ光学系１０６、１０７、及び１０８が配置されている。当該光路上に存在するこれらレンズ光学系が、第二表示素子１０１から眼球Ｅまでの光路上で第二表示光Ｌ２が１回以上中間像を結ぶように構成されている。

　前記導光光学系（特には当該導光光学系を構成する各レンズ光学系）は、上記のとおり中間像を１回以上結ぶことができるように構成される。このように中間像を１回以上結ぶための前記導光光学系（各レンズ光学系）に含まれるレンズ群の構成は、当業者によって適宜設計されうる。

　以上で説明した第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、反射素子１０４、前記導光光学系１０９（レンズ光学系１０５～１０８）は、一方の眼球に映像表示光を提示するための１セットの表示装置用モジュールとして構成されてよい。本開示に従う表示装置は、左眼用及右眼用として、それぞれ１つずつ当該表示装置用モジュールを有してよい。すなわち、本開示に従う表示装置は、第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、反射素子１０４、及び前記導光光学系（レンズ光学系１０５～１０８）を含む表示装置用モジュールを２セット有してよい。当該２セットの表示装置用モジュールのうちの一方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されており、且つ、他方が、左眼に重畳表示光を到達させるように構成されていてよい。

　図３に示される表示装置に関して、各レンズ光学系の構成例及び中間像の結像の模式的な例を、図４Ａ及びＢ並びに図５を参照しながら説明する。

　図４Ａには、各レンズ光学系に含まれるレンズ群の構成例も含む、本開示に従う表示装置の構成例が示されている。同図に示される表示装置１００は、図３に示された表示装置と同じく、第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、反射素子１０４、及び導光光学系１０９（レンズ光学系１０５～１０８）を備えている。

　これらのうち第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、及び反射素子１０４は、上記図３を参照して説明したとおりであり、その説明が図４Ａに示された表示装置１００についても当てはまる。
　また、上記で述べたとおり、図４Ａに示される第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、反射素子１０４、前記導光光学系１０９は、一方の眼球に映像表示光を提示するための１セットの表示装置用モジュールとして構成されるものであってよい。そのため、本開示に従う表示装置は、２セットの当該表示装置用モジュールを含んでよい。この場合における表示装置の、当該表示装置を装着したユーザの顔表面側から装置側に向かう方向における構成例が図４Ｂに示されている。

　図４Ｂに示される表示装置１５０は、表示装置用モジュール１５１－１及び１５１－２を有する。表示装置用モジュール１５１－１が左眼用であり、且つ、表示装置用モジュール１５１－２が右眼用である。これら２つのモジュールは同じように構成されてよいが、左右対称になるように配置されている。

　同図において、左眼がＥＬにより示される位置にあり、右眼がＥＲにより示される位置にある。左眼用モジュール１５１－１に関して、第一表示素子１０１が左眼の下方に配置されている。第一表示素子１０１から出射された第一表示光は、光学素子１０３を透過して、反射素子１０４に到達する。また、同図には表示されていないが、第二表示素子１０２は、光学素子１０３に重なる位置に存在しており、すなわち左眼の下方に配置されている。第二表示素子１０２から出射された第二表示光は、光学素子１０３により反射されて反射素子１０４に到達する。光学素子１０３によって、前記第一表示光及び前記第二表示光が重畳され、反射素子１０４には、これら２つの表示光が重畳された重畳表示光が到達する。反射素子１０４は、当該重畳表示光を反射して、左眼へ到達させる。
　右眼用モジュール１５１－２に関しても、第一表示素子１０１が左眼の下方に配置されている。第二表示素子１０２も右眼の下方に配置されている。同様に重畳表示光を右眼へ到達させる。

　本開示において、各モジュールは、当該モジュールに含まれる表示素子１０１及び１０２が目の下方に位置するように設けられてよく、これに伴い光学素子１０３も眼の下方に位置するように設けられてよい。また、反射素子１０４は、反射によって重畳表示光を目に到達させることができる位置に設けられてよい。構成要素のこのような配置は一例にすぎず、当業者により適宜変更されてよい。

　次に、前記導光光学系に含まれるレンズ光学系１０５～１０８について、以下で説明する。

　レンズ光学系１０５、１０７、及び１０８は、第一表示素子１０１から出射された第一表示光Ｌ１が、眼球Ｅ及び第一表示素子１０１の間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている。当該光路上で中間像の形成が１回行われる場合の光路の例の模式図が図５に示されている。

　同図に示されるように、第一表示素子１０１から出射した第一表示光Ｌ１は、レンズ光学系１０７とレンズ光学系１０８との間の光路上で中間像を形成する。そして、第一表示光Ｌ１は、当該中間像の結像後に、レンズ光学系１０８によって眼球の網膜において再度結像するする。
　すなわち、レンズ光学系１０５、１０７、及び１０８は、第一表示光Ｌ１が、上記のとおりレンズ光学系１０７とレンズ光学系１０８との間の光路上で中間像を形成するように構成されている。さらに、レンズ光学系１０５、１０７、及び１０８は、当該中間像の結像後に、第一表示光Ｌ１が眼球の網膜において再度結像するように構成されている。

　このように中間像及び虚像面を形成するための各レンズ光学系の構成は、当業者が適宜設計することができる。各レンズ光学系の構成の例を、図５を参照しながら説明する。

　まず、第一表示素子１０１から第一表示光Ｌ１を導光するレンズ光学系１０５、１０７、及び１０８について説明する。
　レンズ光学系１０５及びレンズ光学系１０７は、第一表示光Ｌ１が、位置Ｃで結像するように（特には中間像を形成するように）構成されている。さらに、レンズ光学系１０８は、位置Ｃで中間像を形成した第一表示光Ｌ１は、眼球において結像するように構成されている。これにより、虚像面が形成される。
　レンズ光学系１０５は、同図に示されるように、複数のレンズを含んでよいが、一つのレンズによって構成されてもよい。レンズ光学系１０５は、第一表示素子１０１の出射面側から第一表示光Ｌ１が進行する方向に沿って、メニスカスレンズ、メニスカスレンズ、トリプレットレンズ（色消しトリプレット）、両凸レンズ、及び凸メニスカスレンズが、この順に並んでいる構成を有しているが、この構成は一例にすぎず、例えば光路の構成及び補正されるべき収差などに応じて当業者により適宜選択されよい。例えば、レンズ光学系１０５は、例えば、少なくとも一つの色消しレンズを含んでよい。レンズ光学系１０５はさらに、１以上のメニスカスレンズ（１以上の凸メニスカスレンズ及び／又は１以上の凹メニスカスレンズ）を含んでよい。レンズ光学系１０５は、さらに、１以上の両凸レンズ及び／又は１以上の平凸レンズを含んでもよい。
　レンズ光学系１０５に含まれるレンズの合計数は、例えば１～１０であってよく、好ましくは２～８、より好ましくは３～７であってよい。
　また、レンズ光学系１０５は、好ましくは非球面レンズを１枚以上（例えば１枚、２枚、又は３枚など）含んでよい。本開示において、非球面レンズを使うことが望ましい。

　レンズ光学系１０７は、同図に示されるように、複数のレンズを含んでよいが、一つのレンズによって構成されてもよい。レンズ光学系１０７は、第一表示素子１０１の出射面側から第一表示光Ｌ１が進行する方向に沿って、メニスカスレンズ及び凸メニスカスレンズがこの順に並んで配置されているが、この構成は一例にすぎず、例えば光路の構成及び補正されるべき収差などに応じて当業者により適宜選択されよい。例えば、レンズ光学系１０７は、例えば１以上のメニスカスレンズ（１以上の凸メニスカスレンズ及び／又は１以上の凹メニスカスレンズ）を含んでよい。これに加え又はこれと代替的に、レンズ光学系１０７は、１以上の両凸レンズ及び／又は１以上の平凸レンズを含んでもよい。
　レンズ光学系１０７に含まれるレンズの合計数は、例えば１～６であってよく、好ましくは２～５、より好ましくは２～４であってよい。
　また、レンズ光学系１０７は、好ましくは非球面レンズを１枚以上（例えば１枚、２枚、又は３枚など）含んでよい。本開示において、非球面レンズを使うことが望ましい。

　レンズ光学系１０８は、同図に示されるように、複数のレンズを含んでよいが、一つのレンズによって構成されてもよい。レンズ光学系１０８は、第一表示素子１０１の出射面側から第一表示光Ｌ１が進行する方向に沿って、両凸レンズ及びメニスカスレンズがこの順に並んで配置されているが、この構成は一例にすぎず、例えば光路の構成及び補正されるべき収差などに応じて当業者により適宜選択されよい。例えば、レンズ光学系１０８は、１以上の両凸レンズ及び／又は１以上の平凸レンズを含んでもよい。さらに、レンズ光学系１０８は、例えば１以上のメニスカスレンズ（１以上の凸メニスカスレンズ及び／又は１以上の凹メニスカスレンズ）を含んでよい。
　レンズ光学系１０８に含まれるレンズの合計数は、例えば１～６であってよく、好ましくは２～５、より好ましくは２～４であってよい。

　また、レンズ光学系１０６、１０７、及び１０８は、第二表示素子１０２から出射された第二表示光Ｌ２が、眼球Ｅ及び第二表示素子１０２の間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている。当該光路上で中間像の形成が１回行われる場合の路の模式図は、上記で参照した図５と同様である。
　すなわち、レンズ光学系１０６は、レンズ光学系１０５と同じように構成されてよく、レンズ光学系１０５についての説明がレンズ光学系１０６についても当てはまる。

　同図に示されるように、第二表示素子１０２から出射した第二表示光Ｌ２は、レンズ光学系１０７とレンズ光学系１０８との間の光路上で中間像を形成する。そして、第二表示光Ｌ２は、当該中間像の結像後に、レンズ光学系１０８によって眼球において再度結像する。
　すなわち、レンズ光学系１０６、１０７、及び１０８は、第二表示光Ｌ２が、上記のとおりレンズ光学系１０７とレンズ光学系１０８との間の光路上で中間像を形成するように構成されている。さらに、レンズ光学系１０６、１０７、及び１０８は、当該中間像の結像後に、第二表示光Ｌ２が眼球において再度結像するように構成されている。

　以上のように、本開示に従う表示装置は、前記光学素子によって重畳された２以上の表示光のいずれもが、各表示素子から眼球までの光路上において中間像を形成するように構成されてよい。このように中間像を形成するための導光光学系（各レンズ光学系）は、例えば上記で説明したように構成されてよいが、当該導光光学系の構成はこれに限定されず、当業者により適宜設計されてよい。
　例えば表示光の進行方向の調整のためなどの目的のために、本開示の表示装置は、前記重畳用光学素子及び前記反射素子に加え、さらに１以上の他の反射素子及び／又は１以上の他の重畳用光学素子を含んでいてよい。本開示において、前記他の反射素子及び前記他の重畳用光学素子は、後述する配置に関する条件を満たすように配置されてよいが、そのような条件を満たさないように配置されてもよい。

　一実施態様において、本開示に従う表示装置に含まれる表示素子（例えば前記第一表示素子及び前記第二表示素子、並びに、以下で述べる他の表示素子）は、１インチ程度のサイズを有する小型な表示素子であってよい。このような小型の表示素子が表示装置に含まれる場合において、本開示による効果が特に顕著に発揮される。前記表示素子のサイズは、当該表示素子の表示面の対角寸法を意味する。
　本開示に従う表示装置に含まれる各表示素子のサイズは、例えば０．１インチ以上、好ましくは０．２インチ以上、より好ましくは０．３インチ以上、０．４インチ以上、又は０．５インチ以上であってよい。
　また、前記各表示素子のサイズは、例えば５インチ以下、好ましくは４インチ以下、より好ましくは３インチ以下であってよい。

　一実施態様において、本開示に従う表示装置の視野画角は、例えば７０°以上、好ましくは８０°以上、より好ましくは１００°以上であってよい。
　前記視野画角の上限値は設定されなくてもよいが、前記視野画角は、例えば１５０°以下、１４０°以下、又は１３０°以下であってよい。
　本開示従う表示装置の導光光学系は、視野画角がこのような数値範囲内になるように構成されてよい。本開示は、このように広い視野画角を有する表示装置に特に適している。

　一実施態様において、本開示に従う表示装置は、据え置き型の表示装置として構成されてよい。
　また、他の実施態様において、本開示に従う表示装置は、頭部装着型表示装置として構成されてもよい。
　これら表示装置は、上記のとおり左眼用モジュール及び右眼用モジュールを含んでよい。

　また、本開示に従う表示装置は、映像をユーザに提示するための装置として構成されてよく、例えばＶＲ（仮想現実）又はＡＲ（拡張現実）をユーザに提示するための表示装置として構成されてよく、好ましくはＶＲ提示用表示装置として構成されうる。

　図２６Ａ及びＢに、当該据え置き型の表示装置の外観の例を示す。
　図２６Ａに示される表示装置１５０は、上記で左眼用モジュール及び右眼用モジュールが筐体１５１内に格納されているという構成を有する。表示装置１５０は、左眼へ重畳表示光を到達させるための接眼部１５２Ｌ及び右眼へ重畳表示光を到達させるための接眼部１５２Ｒを有する。表示装置１５０は、例えば台やテーブルなど任意の面１５３上に設置されてよい。表示装置１５０は、例えば図２６Ｂに示されるように、ユーザＵが顔を装置に近づけた状態で使用されてよい。

　図２７に、本開示の表示装置の構成例のブロック図を示す。同図に示されるとおり、表示装置１０（１００）は、表示部１６１を含む。当該表示装置は、さらに、例えば制御部１６２、センサ部１６３、出力部１６４、入力部１６５、記憶部１６６、及び通信部１６７などを含んでよい。

　表示部１６１は、上記で述べた表示装置用モジュールを含んでよく、特には右眼用モジュール及び左眼用モジュールを含む。

　制御部１６２は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)若しくはＧＰＵ(Graphics Processing Unit)又はこれらの両方を含んでよい。当該制御部は、各部の動作の制御や各種の演算処理を実行する。当該制御部が、後述のとおり、表示素子の位置のシフトさせるためのモータの駆動又は画像の補正処理などを実行しうる。

　センサ部１６３は、例えば、各種のセンサデバイスを含んでよい。センサ部１６３は、ユーザやその周辺などのセンシングを行い、そのセンシング結果に応じたセンサデータを、制御部１６２に送信する。制御部１６２は、当該データに基づき映像処理又は映像出力などを実行しうる。
　前記センサ部は、例えば、磁場（磁界）の大きさや方向を検出する磁気センサ、加速度を検出する加速度センサ、角度（姿勢）、角速度、又は角加速度を検出するジャイロセンサ、及び近接するものを検出する近接センサのうちの１つ以上を含んでよい。
　前記センサ部は、イメージセンサを有するカメラを含んでよいが、当該カメラは、表示部（特にはモジュール）に含まれてもよい。前記センサ部は、被写体を撮像して得られる画像データを、制御部１００に装置しうる。前記センサ部はさらに、温度を検出する温度センサ、湿度を検出する湿度センサ、周囲の明るさを検出する環境光センサなどの周囲の環境を測定するためのセンサや、呼吸や脈拍、指紋、虹彩などの生体情報を検出する生体センサ、及びGPS(Global Positioning System)信号などの位置情報を検出するためのセンサのうちの１以上を含んでもよい。

　出力部１６４は、例えばスピーカなどの音声出力デバイスを含んでよい。出力部は、制御部１００から供給される音声データに応じた音声（音）を出力しうる。また、出力部１６４は、出力端子を含んでもよい。当該出力端子は、例えば出力インターフェース回路などを含んでよく、所定のケーブルを介して電子機器と接続されうる。例えば、当該出力端子は、そこに供給される音声データを、ケーブルを介して、例えばイヤホン及びヘッドホンなどの機器に出力しうる。

　入力部１６５は、例えば入力インターフェース回路などを含んでよい。前記入力部は、所定のケーブルを介して電子機器と接続されうる。例えば、前記入力部は、例えばゲーム機（専用のコンソール）、コンピュータ、及び映像再生機などの機器から入力されるデータ（例えば映像データ、音声データ、及びコマンドなど）を、制御部１００に供給しうる。

　記憶部１６６は、例えばメモリ、特には不揮発性メモリ及び／又は揮発性メモリ）を含んでよい。当該メモリは、例えば半導体メモリを含んでよい。記憶部１６６は、制御部１６２からの制御に従い、各種のデータを記憶する。

　通信部１６７は、例えばBluetooth（登録商標）、無線LAN(Local Area Network)、若しくはセルラー方式の通信（例えばLTE-Advancedや5G等）などの無線通信、又は有線通信を実行する通信モジュールを含んでよい。前記通信部は、所定の通信方式に従い、外部の機器との間で通信を行い、各種のデータ（例えば映像データ、音声データ、及びコマンドなど）を受信又は送信しうる。当該外部の機器は、例えば、ゲーム機（専用のコンソール）、コンピュータ、サーバ、再生機、専用のコントローラ、及びリモートコントローラを挙げることができるが、これらに限定されない。

（２）表示素子のシフト

　一実施態様に従い、本開示に従う表示装置に備えられている２以上の表示素子のうちの１つ以上は、光軸方向にシフトすることができるように構成されていてよい。前記光軸方向は、各表示素子の面に対して垂直な方向であり、特には各表示素子から出射される表示光の光軸方向に相当しうる。
　光軸方向にシフトすることができるように構成される表示素子は、例えば上記（１）で述べた前記第一表示素子及び前記第二表示素子のうちのいずれか一方又は両方であってよい。このように、本開示に従う表示装置は、重畳される表示光を出射する表示素子のうちの１つ以上又は全てが、光軸方向にシフトすることができるように構成されていてよい。

　或る表示素子が光軸方向にシフトすることで、当該或る表示素子が出射する表示光により形成される虚像面の位置をシフトすることができる。すなわち、表示素子のシフトによって、当該表示素子により出射される表示光の虚像距離を変えることができる。

　表示素子のシフトについて、図６を参照しながら説明する。同図に示される表示装置は、図３において説明したものと同じである。
　表示装置１００が有する第一表示素子１０１は、ユーザが遠距離にあると認識する映像部分に相当する第一表示光Ｌ１を出射する。すなわち、第一表示素子１０１は、ユーザの眼球から虚像までの距離（虚像距離）が遠距離である映像部分をユーザに提示する第一表示光Ｌ１を出射する。
　表示装置１００が有する第二表示素子１０２は、ユーザが遠距離～近距離にあると認識する映像部分に相当する第二表示光Ｌ２を出射する。すなわち、第二表示素子１０２は、虚像距離が遠距離～近距離のうちのいずれかの距離である映像部分をユーザに提示する第二表示光Ｌ２を出射する。また、第二表示素子は、同図において矢印Ａにより示されるように、光軸方向にシフトすることができるように構成されている。すなわち、表示装置１００において、第二表示素子１０２は、光軸方向に沿って前方に又は後方に移動することができるように構成されている。

　当該シフトは、例えば電動式であってよい。当該シフトを実行するために、表示装置１００は、第二表示素子１０２を光軸方向に移動させるモータ（特には電動式モータ）を有してよい。また、表示装置１００は、当該モータを制御する制御部を有してよい。当該制御部は、上記で述べたとおりであってよい。

　例えば、図７に示されるように、草原及び空の背景の中で馬が画面の奥から手前側へと走ってくる映像をユーザに提示する場合を想定する。
　この場合において、草原及び空の背景の映像は、遠距離にあるとユーザにより認識されるべきものである。また、馬の映像は、遠距離から近距離へと移動しているとユーザにより認識されるべきものである。

　第一表示素子１０１が、当該背景の映像Ａを形成する第一表示光Ｌ１を出射する。一方で、第二表示素子１０２が、当該馬の映像Ｂを提示する第二表示光Ｌ２を出射する。

　前記背景の虚像距離は遠距離にあり、変化しなくてよい。そのため、第一表示素子１０１は移動しない。
　一方で、前記馬は、遠距離の位置から近距離の位置へと変化する。表示装置１００は、第二表示素子１０２の位置を、光軸方向における前方へとシフトすることにより（すなわち当該光軸方向に沿って光学素子１０３へ近づくように第二表示素子１０２をシフトすることにより）、虚像距離を遠距離から近距離へとシフトする。これにより、同図のＣの映像に示されるように、虚像距離が変わらない背景の中を、馬がユーザに向かって走ってくるような映像を、リアルに且つ自然に提示することができる。

　また、馬がユーザに離れていくように走る映像を提示するために、表示装置１００は、第二表示素子１０２の位置を、光軸方向における後方へとシフトすることにより（すなわち当該光軸方向に沿って光学素子１０３から離れるように第二表示素子１０２をシフトすることにより）、虚像距離を近距離から遠距離へとシフトする。当該映像の提示においても、第一表示素子１０１は移動しなくてよい。

　このように、第一表示素子１０１の位置を変化させずに、第二表示素子１０２の位置を変化させることで、第二表示素子１０２により描画される物体がユーザに向かってくる又はユーザから離れていく映像を、リアルに且つ自然にユーザに提示することができる。

　また、第一表示素子１０１が前記馬の映像を提示し、且つ、第二表示素子１０２が前記背景の映像を提示してもよい。この場合において、表示装置１００は、第一表示素子１０１をシフトさせ、且つ、第二表示素子１０２はシフトさせない。
　表示装置１００は、第一表示素子１０１の位置を、光軸方向における前方へとシフトすることにより、虚像距離を遠距離から近距離へとシフトする。反対に、表示装置１００は、第一表示素子１０１の位置を、光軸方向における後方へとシフトすることにより、虚像距離を遠距離から近距離へとシフトする。
　このように、第二表示素子１０２の位置を変化させずに、第二表示素子１０１の位置を変化させてもよい。

　また、表示装置１００は、第一表示素子１０１の位置及び第二表示素子１０２の位置の両方をシフトさせてもよい。これにより、これら表示素子のそれぞれにより提示される映像の虚像面の位置をシフトさせることができる。

　以上のとおり、一実施態様において、本開示の表示装置は、第一表示素子及び第二表示素子と、前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、を備えており、前記表示装置は、前記第一表示素子及び前記第二表示素子のうちのいずれか一方又は両方が、各表示素子が発する表示光の光軸方向に移動することができるように構成されていてよい。
　ここで、各表示素子は、当該表示素子が発する表示光によって形成されるべき虚像面位置に応じて当該表示素子の位置を光軸方向に移動させうる。当該移動の仕方は上記で述べたとおりであってよい。

　また、以上では、重畳表示光が、２つの表示素子のそれぞれから出射された２の表示光によって形成される場合について説明したが、本開示において、重畳表示光は、３以上（例えば３、４、５、６、７、８、９、及び１０のいずれか、特には３、４、５、又は６）の表示光のそれぞれから出射された３以上の表示光によって形成されてもよい。すなわち、本開示の表示装置は、３以上の表示素子を含んでもよい。この場合においても、各表示素子のいずれか１つ以上が光軸方向にシフトすることができるように表示装置は構成されてよく、全ての表示素子が光軸方向にシフトすることができるように表示装置が構成されてもよい。

（３）反射素子と光学素子の配置

　本開示の好ましい実施態様において、光学素子１０３及び反射素子１０４は、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置されうる。この実施態様は、上記（２）において説明したように、本開示に従う表示装置が２セットの表示装置用モジュールを有する場合において、左眼及び右眼に提示される映像の間の虚像距離の差を減少する又は無くすために適している。

　この実施態様において、本開示に従う表示装置は、左眼へ映像を提示するための本開示に従う表示装置用モジュール（以下「左眼用モジュール」ともいう）及び右眼へ映像を提示するための本開示に従う表示装置用モジュール（以下「右眼用モジュール」ともいう）を有してよい。これら表示装置用モジュールのそれぞれが、前記光学素子１０３及び前記反射素子１０４を有してよい。これら表示装置用モジュールのそれぞれが、上記（１）又は（２）において説明したとおりに構成されてよい。

　各モジュール中の光学素子１０３及び反射素子１０４が観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置されることによって、前記左眼用モジュールにより形成される虚像の距離及び前記右眼用モジュールにより形成される虚像の距離の間における差を減少する又は無くすことができ、これにより両眼により映像を観察したときの違和感を抑制することができる。

　この実施態様において、前記観察面は、前記表示装置のユーザが観察する面を意味してよく、特にはユーザの右眼又は左眼が観察する面を意味してよい。右眼の観察面における虚像距離分布が左右方向において略対称であり且つ左眼の観察面における虚像距離分布が左右方向において略対称であることが好ましく、このように右眼用モジュール及び左眼用モジュール（特にはこれらモジュールそれぞれに含まれる光学素子１０３及び反射素子１０４）がそれぞれ構成されうる。

　この実施態様において、前記観察面内における虚像距離分布の前記左右方向は、「前記左眼用モジュールにより形成された重畳表示光が眼球へ進入する際における当該重畳表示光の光軸」と「前記右眼用モジュールにより形成された重畳表示光が眼球へ進入する際における当該重畳表示光の光軸」とにより形成される平面内における左右方向を意味してよく、表示装置を装着したユーザから見た左右方向に相当するものであってよい。当該左右方向については、以下で図面を参照して説明する。

　上記のとおりに、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるような光学素子１０３及び反射素子１０４の配置は、例えば、光学素子１０３及び反射素子１０４それぞれの面（表示光が入射する面）の、所定軸周りの回転角度を調節することによって達成することができる。当該回転角度について以下で説明する。

　図８は、上記で説明した図４Ａに示される表示装置１００と同じ表示装置を示す。図８に示されるとおり、表示装置１００の反射素子１０４の面の配置を特定するためのローカル座標（ｘ、ｙ、ｚ）を定義する。

　当該ローカル座標のｘ軸は、以下のように特定される。すなわち、『「反射素子１０４へ入射する重畳表示光の光軸」及び「反射素子１０４によって反射されて左眼ＥＬへ進行する重畳表示光の光軸」により形成される面』と『反射素子１０４の反射面』とが交わる線の方向をｘ軸とする。
　なお、前記２つの光軸により形成される面を図９Ａに示される紙面と想定すると、ｘ軸は以下のとおりに特定することもできる。すなわち、眼球から当該面の水平方向に左右同じ角度で２本の光線を出射し、当該２本の光線が反射素子１０４に到達した点をそれぞれＰＬ１及びＰＲ１としたときにおけるＰＬ１とＰＲ１を結ぶ線をｘ軸としてもよい。

　ｙ軸は、前記反射面上の存在し、且つ、「上記のとおりに特定されたｘ軸」と９０°をなす軸である。
　ｚ軸は、上記のとおりに特定されたｘ軸及びｙ軸のいずれに対しても９０°をなす軸である。

　図９Ｂに示されるように、反射素子１０４の反射面に関して、α１を、当該反射面のｘ軸周りの回転角度とし、β１を、当該反射面のｙ軸周りの回転角度とし、且つ、γ１を、当該反射面のz軸周りの回転角度とする。

　光学素子１０３の面（重畳表示光が出射する面）に関しても、同様にローカル座標（ｘ、ｙ、ｚ）を設定する。当該ローカル座標は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の交点が、光学素子１０３の当該面と重畳表示光の光軸とが交わる点に配置され、且つ、３つの軸が、反射素子１０４のローカル座標と同じ方向に延びるように設定される。

　光学素子１０３の面（重畳表示光が出射する面）に関しても、α２を、光学素子１０３の当該面のｘ軸周りの回転角度とし、β２を、当該面のｙ軸周りの回転角度とし、且つ、γ２を、当該面のz軸周りの回転角度とする。

　このように反射素子１０４及び光学素子１０３の回転角度を特定した場合において、β１＝β２且つγ１＝γ２を満たすように反射素子１０４及び光学素子１０３が配置されていることによって、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となる。すなわち、本開示の好ましい実施態様において、反射素子１０４及び光学素子１０３は、β１＝β２且つγ１＝γ２という条件を満たすように配置されている。

　図１０の左及び右に示されるように、光学素子１０３を透過する光学系１の第一表示光Ｌ１は、同じ画角を生成する光ＬＬ及びＬＲであっても、これらはハーフミラーへの入射角度が異なる。そのため、これら光ＬＬ及びＬＲは、光学素子１０３における屈折によって光学的距離が変化し、結果として、面内の虚像距離分布が回転対称では無くなる。
　そこで、上記のとおり、光学素子１０３及び反射素子１０４が、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置されることで、虚像距離分布の対称性を高めることができる。

　図１１に、上述した条件を満たさないように光学素子１０３（ハーフミラー）を反射素子１０４に対して配置した場合（ｉ）、及び、上述した条件を満たすように当該光学素子を当該反射素子に対して配置した場合（ｉｉ）のそれぞれにおける観察面内の虚像距離分布の解析結果が示されている。なお、グラフのグレイスケールはディオプトリを示しており、メートル表記の虚像距離の逆数であることに注意されたい。

　同図の解析結果に示されるとおり、上述した条件を満たさないように前記光学素子及び前記反射素子が配置された場合（ｉ）は、左右方向及び上下方向のいずれにおいても、虚像距離分布は非対称である。
　一方で、上述した条件を満たすように前記光学素子及び前記反射素子が配置された場合（ｉｉ）は、上下方向に関しては虚像距離分布は非対称であるが、左右方向に関しては虚像距離分布は対称である。ここで、観察面内における特定の領域（Ｈ方向：３０°、Ｖ方向：－３０°）に着目したときに、上述した条件を満たさない配置では、左眼及び右眼の間で虚像距離に差があり、これは違和感が生じる原因となる。一方、上述した条件を満たす配置では、左眼及び右眼の間で虚像距離に差が無く、これにより観察時における違和感を抑制ことができる。

　以上のとおり、反射素子１０４及び光学素子１０３の面の回転角度を調整することによって、右眼及び左眼の間の虚像距離の差を無くすことが可能となる。

　また、図１２は、右眼と左眼の瞳中心を結ぶ開口から正面方向に平面波を伝搬したときの、２つの反射素子間の光の振舞いを示す。同図に示されるとおり、同図の紙面奥側から反射素子１０４に入射して反射した波面は、光学素子１０３に入射する。ここで、上述した条件を満たすように光学素子１０３を反射素子１０４に対して配置すると、当該波面と光学素子１０３の面とが平行になる。これにより、光学素子１０３に入射する水平方向の画角を形成する光は、光軸に対して左右対称な特性となる。結果として、光学系の面内虚像距離分布が左右対称となり、違和感を低減することができる。

（４）第一表示素子の傾き

　上記で説明したように、光学素子１０３を透過する第一表示光Ｌ１は、光学素子１０３における屈折により、観察面内の虚像距離が軸対称で無くなる。
　本開示において、上記（３）で述べた条件を満たすように反射素子１０４及び光学素子１０３を配置した場合において、第一表示素子１０１のレンズ光軸に対するあおりδが調整されてよい。当該あおりδは、当該表示素子の面の、所定の軸の周りの回転角度を意味する。すなわち、本開示において、前記第一表示素子の表示面が、前記第一表示光の光軸に対して垂直な面に対して傾きを有するように、前記第一表示素子が配置されていてよい。

　例えば、当該あおりδは、図１３Ａ及びＢに示されるとおりの軸Ｘδの周りの第一表示素子１０１の面の回転角度である。
　同図に示される軸Ｘδは、第一表示素子１０１の面上にあり、且つ、第一表示光Ｌ１の光軸と第一表示素子１０１との交点を通り、且つ、上記（３）で述べた『「反射素子１０４へ入射する重畳表示光の光軸」及び「反射素子１０４によって反射されて左眼ＥＬへ進行する重畳表示光の光軸」により形成される面』に対して垂直である軸である。

　第一表示素子１０１の面が、第一表示光Ｌ１の光軸と垂直な場合のあおりδを０°とする。そして、第一表示光Ｌ１が入射する光学素子１０３の入射面と第一表示素子１０１の面との間の角度が大きくなるように回転させる場合のあおりδを正の回転角度とし、当該角度が小さくなるように回転させる場合のあおりδを負の回転角度とする。すなわち、紙面上の反時計回りが正方向に相当する。
　この場合において、あおりδが０°、０．４°、及び０．８°のそれぞれの場合における虚像距離分布を解析した。解析結果が図１４に示されている。同図に示されるとおり、あおりδが０°の場合は、上下方向における虚像距離の差（片ボケ）が大きく発生しているのに対し、δが０．４°である場合は、上下方向における虚像距離差が減少し、面内で均一な特性になっていることが分かる。また、δが０．８°である場合は、上下方向における虚像距離差が再度大きくなった。このように、あおりδを調節することによって、観察面内における虚像距離の差を減少させることができる。

　すなわち、本開示の好ましい実施態様において、第一表示素子１０１は、あおりδを有するように配置されてよい。あおりδを有するとは、あおりδが０°超であることを意味する。
　例えば、あおりδは０°超であってよく、好ましくは０．０１°以上、より好ましくは０．０５°以上であり、例えば０．１°以上又は０．２°以上であってもよい。
　また、あおりδは、好ましくは０．８°未満、より好ましくは０．７°以下又は０．６°以下であってよい。

　上記（３）で説明したとおりに反射素子１０４及び光学素子１０３を配置し且つ上記（４）で説明したとおりに第一表示素子１０１を配置することによって、本開示に従う表示素子は、観察面内の虚像距離の分布を、左右方向及び上下方向のいずれにおいても均一化することができる。すなわち、一実施態様において、本開示に従う表示装置は、光学素子１０３及び反射素子１０４は、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置され、且つ、第一表示素子１０１は、あおりを有するように配置される。

（５）ＡＲコーティング

　好ましい実施態様において、光学素子１０３の２つの面のうち、第一表示素子１０１から出射された第一表示光Ｌ１が入射する面には、反射防止膜が設けられていてよい。すなわち、光学素子１０３は、第一表示光Ｌ１が入射する面に反射防止膜が積層されたものであってよい。反射防止膜は、ＡＲ（antireflection）コーティングとも呼ばれる。

　図１５に示されるとおり、光学素子１０３を透過する第一表示光Ｌ１に着目したときに、光学素子１０３（例えばハーフミラー）の面Ｓ１に入射した第一表示光Ｌ１は、一部の光が面Ｓ２を透過し、残りの一部の光は面Ｓ２で反射する。当該反射した光は、面Ｓ１に再び入射し、界面反射によって、当該反射した光のうちの一部の光が反射されて、再び面Ｓ２に入射し、当該面Ｓ２を透過する。前記界面反射を経由した成分は、本来信号となる光と離れた位置から出射し、結果として、迷光となり二重像として視認されることになる。

　図１６に二重像の例が示されている。同図は、当該迷光の振舞いを解析し、二重像をデフォルメして表示したものである。同図の左は表示素子がその表示素子の面で表示する映像の例であり、当該表示素子から出射した映像表示光に基づきユーザが視認する虚像の例である。同図の左では、３つの同心円が表示されている。同図の右では、当該３つの同心円に対応する３つの同心円虚像が示されていることに加え、各同心円付近に二重像が示されている。上記光学素子１０３において生じる迷光によって、このような二重像が視認されうる。この二重像は黒背景の映像では、特に目立って視認され、映像の品質を低下させる要因となる。

　なお、第二表示光Ｌ２に関しても、同様の現象が発生する。すなわち、第二表示光Ｌ２のうちの一部の光が、面Ｓ２で反射せずに、面Ｓ２を透過して面Ｓ１に到達する。そして、当該一部の光が、面Ｓ１において界面反射によって反射され、そして、再び面Ｓ２に入射し、当該面Ｓ２を透過する。

　上記のとおり、反射防止膜が面Ｓ１に設けられていることによって、上記でのべた界面反射により面Ｓ１で反射する光の量を減少させることができる。これにより、上記のとおり、迷光の発生を防ぐことができ、二重像が視認されなくなる。この二重像は、面Ｓ１での界面反射に起因するため、面Ｓ１上に反射防止膜が設けられていることによって、二重像の強度を小さく抑えることが可能となる。

　前記反射防止膜は、当技術分野で知られている材料から形成されてよく、例えば誘電体膜形成材料から形成されてよい。前記反射防止膜は、例えばＭｇＦ_２若しくはＳｉＯ_２又はこれらの両方を含んでよい。前記反射防止膜は、このような材料から形成されてよいが、前記反射防止膜を形成する材料はこれらに限定されず、当業者により適宜選択されてよい。

（６）金属膜

　好ましい実施態様において、光学素子１０３の２つの面のうち、第二表示素子１０２から出射された第二表示光Ｌ２が入射する面には、金属膜が設けられていてよい。すなわち、光学素子１０３は、第二表示光Ｌ２を反射する面に金属膜が製膜されたものであってよい。

　上記（５）で述べたように、光学素子１０３（例えばハーフミラー）の面Ｓ１では界面反射によって迷光が発生し、二重像が視認されうる。ここで、信号成分は光学素子１０３を一度透過（第一表示光Ｌ１）し若しくは一度反射（第二表示光Ｌ２）するのに対して、二重像となる成分は二度光学素子を透過若しくは反射する。このため、金属膜を有することでハーフミラーは光を吸収し、これにより、二重像となる成分の強度を小さくすることができる。
　例えば、金属膜のハーフミラーは、光を反射及び透過することに加えて、光を吸収する。ここで、当該金属膜のハーフミラーを反射率４０％及び透過率４０％であるとすると、残り２０％は金属膜で吸収される。図２８に示されるように、ハーフミラーの透過率をＴとし且つ反射率をＲとすると、信号と二重像の強度、及び二重像の強度を信号の強度で割った値(ε)は、同図中の表1のように表される。ここで、εは値が小さいほど、信号に対する二重像の強度が小さくなり、画質が良好であることを意味する。
　ここで、下記２つのハーフミラーを仮定する。
・金属膜（Ｒ＝４０％、Ｔ＝４０％）
・誘電体多層膜（Ｒ＝５０％、Ｔ＝５０％）
　これらの反射率及び透過率の値を表１に示される数式に代入すると、金属膜の場合の方がεの値が小さくなり、これは、金属膜の場合のほうが、画質が良好であることを意味する。
　このように、面Ｓ２に、金属膜が成膜されることで、第二表示光Ｌ２の反射率が向上し、二重像となりうる光の量を減少させることができる。

　前記金属膜は、例えばアルミ又は銀などの材料から形成された膜であることが望ましい。また、反射率を向上させるために、前記金属膜の面上に増反射膜がコーティングされていてもよい。

（７）中間像が結ばれる位置付近にレンズが配置されていない

　本開示の表示装置に関して、上記で述べたとおり、前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されうる。本開示の表示装置は、当該中間像を結ぶ位置及びその付近には、例えばレンズ又は反射素子などの光学部品が配置されていないことが好ましい。すなわち、当該中間像を結ぶ位置及びその付近が空気により占められているように、本開示の表示装置は構成されてよい。
　なお、前記中間像を結ぶ位置は、図１７により示されるとおり、二次元的に眼球回旋をしたときの、視線方向の光束が結像する点を結んだ面として定義される。眼球回旋は、同図において符号Ｃにより示されている。中間像を結ぶ位置は、同図において符号Ｉにより示されている。

　上記のとおり、当該中間像を結ぶ位置及びその付近に例えばレンズがあると、当該レンズの表面の僅かな凹凸が視認され又は硝材の内部散乱光によってコントラストが低下しうる。これらは、画質を悪化させる要因となるため、同図に示される中間像付近にはレンズや反射素子を配置しないことが望ましい。

（８）レンズ光学系の形状

　本開示の一実施態様において、各表示素子と重畳する光学素子との間の光路上に設けられた２以上のレンズ光学系は、いずれも同じの構成を有してよい。すなわち、前記２以上のレンズ光学系は、レンズ光学系に含まれるレンズの形状及び数において、互いに同じであってよい。

　例えば、上記（１）で述べたとおり、図２に示される導光光学系１４は、第一表示素子１１と光学素子１３の間の光路上に設けられたレンズ光学系１５、及び、第二表示素子１２と光学素子１３の間の光路上に設けられたレンズ光学系１６を含む。レンズ光学系１５は、レンズ光学系１６と同じ構成を有してよい。
　また、当該レンズ光学系１５及び１６は、図３におけるレンズ光学系１０５及びレンズ光学系１０６にそれぞれ対応する。すなわち、レンズ光学系１０５は、レンズ光学系１０６と同じ構成を有してよい。
　このように、前記導光光学系は、前記第一表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系、及び、前記第二表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系を含み、且つ、これら２つのレンズ光学系は同一の構成を有してよい。

　この実施態様において、光学素子１０３によって重畳される第一表示光Ｌ１及び第二表示光Ｌ２が、同一のレンズ光学系を経由して眼球に入射するため、これら２つの表示光は、収差の発生量がほぼ等しくなる。これにより、各表示光の間の境界が視認されにくく、さらに、映像を自然な見栄えにすることができる。

　上記の同じ構成を有する２以上のレンズ光学系に含まれる、レンズは同一形状であることが望ましいが、ボケを知覚しにくい光学系の焦点深度内に収まる範囲内であれば許容される。当該焦点深度は光学系のＦ値と許容錯乱円径の積により求められてよい。当該許容錯乱円径は、表示素子の１画素サイズによって定められうる。すなわち、各表示素子と前記重畳する光学素子との間の光路上に設けられた２以上のレンズ光学系は、完全に同じであってよいが、上記で述べた許容されるように類似の構成を有していてもよい。

　より好ましい実施態様において、重畳される表示光を出射する２以上の表示素子も、互いに同じものであってよい。これにより、輝度又は色度の差を小さくすることができる。例えば、図２又は図３における第一表示素子及び第二表示素子は、いずれも同じものであってよい。

（９）画像補正

　上記（２）で述べたように、本開示の表示装置は、少なくとも一つの表示素子が光軸方向にシフトすることができるように構成されうる。当該光軸方向におけるシフトは、虚像距離を変更することができるが、同時に、当該表示素子により出射される表示光の倍率もわずかに変化させうる。

　当該倍率の変化について、図１８を参照しながら説明する。同図は、種々の虚像距離（２００ｍｍ、４００ｍｍ、及び２５００ｍｍ）で、表示素子に同じ評価用パタンを表示させたときの、虚像面における視認画像の解析結果を示す。なお、同図においては、倍率の違いを分かりやすく示すために、評価用パタン表示結果のそれぞれの中に同寸法の矢印が描画されている。

　同図に示されるように、虚像距離を変えることにより、僅かに倍率が変化していることが分かる。この状態で２以上の表示光の映像を重畳させると、画像のズレが発生し、特には周辺領域で画像のズレが発生する。このような画像のずし、重畳性に影響を与えることになる。

　本開示の表示装置は、重畳される２以上の表示光に応じて（例えば各表示光の倍率に応じて）、各表示素子が表示する画像を補正するように構成されてよい。例えば、虚像面で映像が重畳するように、前記補正が行われうる。これにより、上記で説明した画像のズレの発生を防ぐことができる。当該表示装置は、補正されるべき画像の表示光を出射する表示素子を制御する制御部を有してよい。当該制御部が、上記の画像補正を実行しうる。当該制御部は上記で述べたとおりであり、例えばＣＰＵ若しくはＧＰＵ又はこれらの両方を含む。当該ＣＰＵ又はＧＰＵが上記画像補正のための情報処理を実行しうる。

　図１９に、画像補正の模式的な例を示す。同図に示されるように、倍率が高くなるとき、すなわち虚像距離が短いときは、表示素子により表示される画像のサイズがより大きくなるように画像が補正されてよい。反対に、倍率が低くなるとき、すなわち虚像距離が長いときは、表示素子により表示される画像のサイズをより小さくなるように画像が補正されてよい。前記表示装置（例えば前記制御部）は、このような画像補正を実行しうる。これにより、重畳性を高めることができる。

（１０）光を透過しない反射素子

　好ましい実施態様において、反射素子１０４は、光を透過しないように構成されてよい。例えば、前記反射素子は、光を透過しないミラーであってよい。当該実施態様において、当該反射素子が、一方の耳側から進行した重畳表示光を反射して当該耳と同じ側の眼球へと到達させるように、配置されていてよい。例えば、当該反射素子は、左耳側から進行した重畳表示光を反射して左眼へと到達させるように、配置されていてよい。また、当該反射素子は、右耳側から進行した重畳表示光を反射して右眼へと到達させるように、配置されていてよい。このように配置された前記反射素子を有することによって、各重畳する虚像面の画角を広くすることができる。

　本開示の表示装置は、上記で述べたとおり、右眼用モジュール及び左眼用モジュールを含んでよい。すなわち、当該表示装置は、ユーザが二眼で映像を観察するように構成されてよい。このように二眼で映像を観察する場合、右眼及び左眼の間隔のために、右眼用モジュールと左眼用モジュールの光学部品が干渉しないようにするために、各モジュールに含まれる光学部品の寸法（例えばレンズの外径など）は制約される。当該制約は、特に映像表示光を高画角化する場合には強く、これは、高画角化に伴いレンズ口径が大きくなるためである。

　ここで、前記反射素子１０４をハーフミラーとして構成し、表示素子を、重畳表示光を形成する表示光の一部を当該反射素子が透過して、重畳表示光が形成されるように構成すると、図２０において符号Ａにより示される領域と重なる部分のように、右眼ＥＲ用の表示装置用モジュールと左眼ＥＬ用の表示装置用モジュールのレンズの位置が重なり合ってしまう場合がある。このような重なりを防ぐためには、レンズの一部をカットする必要があるが、これは画角を狭くする。

　そのため、前記反射素子１０４は、光を透過せずに反射するミラーとし、当該ミラーが、耳側から進行した表示光を反射して当該耳側の目へと到達させるように構成されることで、当該反射素子より表示素子側のレンズ群は、上記で述べたような制約を受けることがなく、例えばレンズをカットする必要がなくなる。そのため、導光光学系の構成の自由度を高めることができる。

　同図においては、反射素子１０４は、当該表示装置を装着した状態における下側（特には斜め下側）から進行した重畳表示光を反射して眼球へと到達させるように構成されているが、本開示の表示装置の構成がこれに限定されないことは明らかである。例えば、当該表示装置を装着した状態において、重畳表示光が水平方向側から又は上側から当該反射素子へと進行するように構成されていてもよい。

　なお、前記反射素子をハーフミラーとし、当該ハーフミラーを透過する表示光を出射する表示素子のみ非点灯にすることで、重畳されるすべての表示光の画角が犠牲にならないように利用することもできる。しかしながら、前記反射素子がハーフミラーである場合は、前記反射素子がミラーである場合と比べて、輝度が低減しうる。そのため、前記反射素子は、反射率の高い、光を透過しないミラーであることが望ましい。

（１１）変形例

（１１－１：虚像距離の調整）
　本開示において、虚像距離を調整するために表示素子のみを光軸方向にシフトさせてもよいが、虚像距離の調整手法はこれに限定されない。例えば、導光光学系に含まれるレンズのいずれか一つ（特には目に最も近い位置のレンズ若しくは表示素子に最も近いレンズなど）と表示素子との両方をセットで動かすことによって、虚像距離が調整されてもよい。また、導光光学系に含まれるレンズのいずれか一つを動かすことによって、虚像距離が調整されてもよい。
　このように眼の調節によるフォーカス変化を補償できるように、本開示の表示装置は構成されうる。

（１１－２：可変焦点レンズ）
　また、本開示の表示素子が実行する虚像距離の調整は、液晶レンズなどの可変焦点レンズを用いて実行されてもよい。すなわち、本開示の表示装置の導光光学系は、可変焦点レンズを含んでもよい。当該表示装置は、当該可変焦点レンズによって、各表示光により形成される虚像の距離を調整するように構成されてよい。

　当該可変焦点レンズは、例えば液体可変焦点レンズであってよい。当該可変焦点レンズは、例えば電気的に焦点距離が調節されるものであってよい。当該可変焦点レンズは、例えば図２に示される導光光学系１４のうちのレンズ光学系１５、１６、及び１７のうちの１つ以上に含まれてよく、特にはレンズ光学系１５若しくは１６又はこれらの両方に含まれてよい。当該可変焦点レンズは、例えば図３に示される導光光学系１０９のうちのレンズ光学系１０５、１０６、１０７、及び１０８のうちの１つ以上に含まれてよく、特にはレンズ光学系１０５若しくは１０６又はこれらの両方に含まれてよい。前記可変焦点レンズは、各表示素子と２以上の表示光を重畳する光学素子との間の光路上のレンズ光学系に含まれてよい。

（１１－３：撮像素子）
　また、本開示の表示装置は、撮像素子を含んでもよい。上記で図２及び図３を参照して説明した表示装置は、２つの表示素子を含み、すなわち表示素子を含む光学系を２つ含むとも言える。本開示の表示装置は、３つ以上の光学系を含んでもよく、さらに、当該３つ以上の光学系のうちの１つ以上が、撮像素子を含む光学系であってよい。撮像素子を含む表示装置の構成例が図２１に示されている。同図に示される表示装置２００は、図４Ａに示される表示装置１００に、撮像素子を含む光学系が追加された構成を有する。表示装置２００について以下で説明する。

　表示装置２００は、第一表示素子２０１、第二表示素子２０２、光学素子２０３、反射素子２０４、及び、レンズ光学系２０５～２０８を備えている。これらは、それぞれ、図４Ａにおける第一表示素子１０１、第二表示素子１０２、光学素子１０３、反射素子１０４、及び、レンズ光学系１０５～１０８に相当するものであり、図４Ａに関する説明が、表示装置２００についても当てはまる。

　表示装置２００はさらに、撮像素子２１１、及び、レンズ光学系２１２及び２１３を備えている。撮像素子２１１は、例えば眼球の動きを検出（特にはリアルタイムで検出）するように構成されてよい。当該検出結果に基づき、表示装置２００は、視線推定を実行しうる。表示装置２００は、推定された視線に基づき、表示素子２０１により生成される虚像の距離若しくは表示素子２０２により生成される虚像の距離又はこれらの両方の虚像の距離を動的に変更するように構成されてよい。当該視線推定及び虚像距離変更によって、ユーザが着目している対象を把握し、そして、自然で没入感の高い映像体験を提供することができる。

　また、レンズ光学系２１２、２１３、及び２０８は、眼球Ｅからの光が、眼球Ｅ及び撮像素子２１１の間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されていてよい。例えば、レンズ光学系２０８及び２１３の間の光路上で、眼球Ｅからの光が１回中間像を結ぶように構成されてよい。当該光路は、図５に示された光路を、眼球から反対に進むような光路であってよい。

（１１－４：虚像面の数の増加）
　図２及び３に示される表示装置の構成例では、表示装置により形成される虚像面の数は２つである。本開示の表示装置が形成する虚像面の数は、一方の眼球につき２つに限られず、３以上であってもよい。虚像面の数は、表示光を重畳する光学素子及び反射素子の数及びこれら素子の配置を調整することによって適宜調整することができる。そして、各表示素子から出射された表示光が、それの光路上で１回以上中間像を結ぶように導光光学系が光路上に配置される。

　上記（１）において図２及び３を参照して、２つの虚像面が形成される表示装置について説明した。これらの表示装置は、図２２に示されるように、第一表示光に関する基本光学系ＯＴ１と、第二表示光に関する追加光学系ＯＴ２と、を含むものとして捉えられる。同図に示される表示装置３００について以下で説明する。
　表示装置３００は、基本光学系ＯＴ１と追加光学系ＯＴ２とを含む。
　基本光学系ＯＴ１は、表示素子３０１及び表示光の重畳のための光学素子３０３に加え、導光光学系としてレンズ光学系３０４及び３０６を含む。
　追加光学系ＯＴ２は、表示素子３０２及び表示光の重畳のための光学素子３０３に加え、導光光学系としてレンズ光学系３０５及び３０６を含む。
　基本光学系ＯＴ１の第一表示光は、当該第一表示光の光路上に存在する光学素子３０３において反射されずに、常に透過して眼球Ｅへと到達する。
　追加光学系ＯＴ２の第二表示光は、当該光学素子３０３によって反射されて、第一表示光と重畳される。このようにして重畳された重畳表示光が、眼球Ｅに到達する。
　本明細書内において、基本光学系は、当該基本光学系に含まれる表示素子から出射される表示光が、当該表示光の光路上に配置されている１以上の表示光重畳用光学素子のいずれにおいても反射されずに透過されて眼球へ到達する光学系を意味してよい。

　図２２においては、表示光を重畳する光学素子（例えばハーフミラー）が一つであり、この場合は、表示装置により虚像面数は２面である。本開示において、上記の第一光学系上に、表示光を重畳するための光学素子を追加することで、虚像面の数を増やすことができる。

　虚像面の数が４つである表示装置の構成例を図２３に示す。同図において、表示装置４００は、基本光学系ＯＴ１を含む。基本光学系ＯＴ１は、表示素子４０１及び表示光の重畳のための光学素子４０５及び４０６を含み、さらに、導光光学系としてレンズ光学系４０８、４０９、及び４１０を含む。２つの光学素子が基本光学系ＯＴ１の光路上に配置されていることで、虚像面を４つ形成することができる。
　同図においては、光学素子４０５が、表示素子４０２から出射された表示光を反射して、表示素子４０１から出射された表示光に重畳する。
　また、光学素子４０６が、表示素子４０３及び４０４のそれぞれから出射された表示光を反射して、表示素子４０１から出射された表示光に重畳する。
　なお、表示素子４０３の表示光及び表示素子４０４の表示光は、光学素子４０７によって重畳される。
　このようにして、基本光学系ＯＴ１上の２つの光学素子４０５及び４０６が、表示素子４０１から出射された表示光に、表示素子４０２、４０３、及び４０４から出射された表示光を重畳する。これにより、表示装置４００は、最大で４つの虚像面を形成することができる。
　なお、表示素子４０１～４０４のうちのいずれか一つを省略すること（又は撮像素子に置き換えること）によって、３つの虚像面を形成するように構成されてもよい。
　また、表示装置４００の導光光学系は、各表示素子からの表示光が、表示素子と眼との間の光路上で１回以上中間像を形成するように構成されてよい。

　虚像面の数が８つである表示装置の構成例を図２４に示す。同図において、表示装置５００は、基本光学系ＯＴ１を含む。基本光学系ＯＴ１は、表示素子５０１及び表示光の重畳のための３つの光学素子５１１～５１３を含み、さらに、導光光学系としてレンズ光学系５２１～５２４を含む。当該３つの光学素子が基本光学系ＯＴ１の光路上に配置されていることで、虚像面を８つ形成することができる。
　同図においては、光学素子５１１が、表示素子５０２から出射された表示光を反射して、表示素子５０１から出射された表示光に重畳する。
　また、光学素子５１２が、表示素子５０７及び５０８のそれぞれから出射された表示光を反射して、表示素子５０１から出射された表示光に重畳する。
　また、光学素子５１３は、表示素子５０３～５０６のそれぞれから出射された表示光を反射して、表示素子５０１から出射された表示光に重畳する。
　このようにして、基本光学系ＯＴ１上の３つの光学素子５１１～５１３、表示素子５０１から出射された表示光に、表示光５０２～５０８から出射された表示光を重畳する。これにより、表示装置５００は、最大で８つの虚像面を形成することができる。
　なお、表示素子５０１～５０８のうちのいずれか１つ以上を省略すること（又は撮像素子に置き換えること）によって、７つ以下の虚像面を形成するように構成されてもよい。
　また、表示装置５００の導光光学系は、各表示素子からの表示光が、表示素子と眼との間の光路上で１回以上中間像を形成するように構成されてよい。

　以上のとおり、本開示の表示装置は、２以上の虚像面を形成することができるように構成されてよい。
　本開示の表示素子は、２以上の表示素子それぞれにより出射される表示光の虚像距離を揃えることができるように構成されてもよい。すなわち、各表示光により形成される虚像面を同じ位置に形成するように、当該表示装置は構成されてもよい。これにより、当該表示装置は、ユーザに提示される映像の解像度を疑似的に向上させうる。

（１１－５：解像度向上）
　例えば図２５に示されるように、４つの表示素子から出射された４つの表示光１、２、３、及び４を重畳する場合、各光学系の虚像距離を揃えて重畳することにより、解像度が４倍の画像Ａを形成することができる。例えば表示素子がＦＨＤ解像度である場合、虚像面を重畳することによって４Ｋの解像度を実現することができる。この実施態様によって、既存の表示素子では実現し得ない高い解像度を確保できる。また、この実施態様によって、低価格な表示素子を複数用いて高解像度化することもできる。

　なお、この実施態様において、表示装置は、各光学系の画素位置をシフトさせることができるように構成されてよい。これにより、適切に高解像度化することができる。このようなシフトのために、前記表示装置は、表示素子を、当該表示素子の表示面内で移動させることができるように構成されていてよい。例えば、前記制御部が、表示素子の位置を移動させるモータを制御して、当該面内における移動が実行されうる。

　例えば図２及び３に示される表示装置に関して当該高解像度化を実行するために、当該表示装置は、前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトさせて、これら虚像面の位置を揃えることができるように構成されてよい。また、上記（１１－４：虚像面の数の増加）において述べたように、表示素子をさらに追加して、重畳される表示光の数を増やしてもよい。
　このように、本開示の表示装置は、２以上の表示光によって、各表示光の解像度よりも高い解像度を有する１つの画像を提示するよう構成されてよい。

３．第２の実施形態（表示装置用モジュール）

　本開示は、上記２．において述べた表示装置用モジュールも提供する。すなわち、本開示により提供される表示装置用モジュールは、第一表示素子及び第二表示素子と、前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系とを少なくとも備えており、前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されていてよい。

　当該表示装置用モジュールの構成は、上記２．において説明した通りに構成されてよい。例えば、上記２．における前記第一表示素子、前記第二表示素子、及び前記光学素子、及び前記導光光学系に関する説明が、本実施形態においても当てはまる。また、上記２．における他の構成要素に関する説明も、本実施形態においても当てはまる。

　本開示は、以下のような構成を採用することもできる。
［１］
　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置。
［２］
　前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトすることができるように構成されている、［１］に記載の表示装置。
［３］
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の少なくとも一方は、光軸方向にシフトすることができるように構成されており、且つ
　前記光軸方向におけるシフトにより、各表示光により形成される虚像面の位置がシフトするように構成されている、
　［２］に記載の表示装置。
［４］
　前記第一表示素子、前記第二表示素子、前記光学素子、及び前記導光光学系を含む表示装置用モジュールを２セット有し、
　これら２セットのモジュールのうち、一方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されており、且つ、他方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されている、
　［１］～［３］のいずれか一つに記載の表示装置。
［５］
　２以上の表示光によって、各表示光の解像度よりも高い解像度を有する１つの画像を提示するように構成されている、［１］～［４］のいずれか一つに記載の表示装置。
［６］
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えている、［１］～［５］のいずれか一つに記載の表示装置。
［７］
　前記光学素子及び前記反射素子は、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置される、［６］に記載の表示装置。
［８］
　前記第一表示素子の表示面が、前記第一表示光の光軸に対して垂直な面に対して傾きを有するように、前記第一表示素子が配置されている、［１］～［７］のいずれか一つに記載の表示装置。
［９］
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第一表示素子から出射された前記第一表示光が入射する面に、反射防止膜が設けられている、［１］～［８］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１０］
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第二表示素子から出射された前記第二表示光が入射する面に、金属膜が設けられている、［１］～［９］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１１］
　前記中間像を結ぶ位置及びその付近に、光学部品が配置されていない、［１］～［１０］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１２］
　前記導光光学系は、前記第一表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系、及び、前記第二表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系を含み、且つ、
　これら２つのレンズ光学系は同一の構成を有する、
　［１］～［１１］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１３］
　前記表示装置は、重畳される２以上の表示光に応じて、各表示素子が表示する画像を補正するように構成されている、［１］～［１２］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１４］
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えており、且つ、
　前記反射素子は、光を透過しないように構成されている、
　［１］～［１３］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１５］
　前記表示装置は、据え置き型の表示装置として構成されている、［１］～［１４］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１６］
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の表示面の対角寸法は、５インチ以下である、［１］～［１５］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１７］
　前記表示装置の視野画角は７０°以上である、［１］～［１６］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１８］
　前記表示装置の像倍率は１．５倍以上である、［１］～［１７］のいずれか一つに記載の表示装置。
［１９］
　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置用モジュール。

　以上、本開示の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

　例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等を用いてもよい。また、上述の実施形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

　また、本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。

１０、１００　表示装置
１１、１０１　第一表示素子
１２、１０２　第二表示素子
１３、１０３　光学素子
１４、１０９　導光光学系

Claims

　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置。
　前記第一表示光により形成される虚像面の位置及び前記第二表示光により形成される虚像面の位置のいずれか一方又は両方をシフトすることができるように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の少なくとも一方は、光軸方向にシフトすることができるように構成されており、且つ
　前記光軸方向におけるシフトにより、各表示光により形成される虚像面の位置がシフトするように構成されている、
　請求項２に記載の表示装置。
　前記第一表示素子、前記第二表示素子、前記光学素子、及び前記導光光学系を含む表示装置用モジュールを２セット有し、
　これら２セットのモジュールのうち、一方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されており、且つ、他方が左眼に重畳表示光を到達させるように構成されている、
　請求項１に記載の表示装置。
　２以上の表示光によって、各表示光の解像度よりも高い解像度を有する１つの画像を提示するように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えている、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学素子及び前記反射素子は、観察面内における虚像距離分布が左右方向において略対称となるように配置される、請求項６に記載の表示装置。
　前記第一表示素子の表示面が、前記第一表示光の光軸に対して垂直な面に対して傾きを有するように、前記第一表示素子が配置されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第一表示素子から出射された前記第一表示光が入射する面に、反射防止膜が設けられている、請求項１に記載の表示装置。
　前記光学素子の２つの面のうち、前記第二表示素子から出射された前記第二表示光が入射する面に、金属膜が設けられている、請求項１に記載の表示装置。
　前記中間像を結ぶ位置及びその付近に、光学部品が配置されていない、請求項１に記載の表示装置。
　前記導光光学系は、前記第一表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系、及び、前記第二表示素子と前記光学素子との間の光路上に配置されたレンズ光学系を含み、且つ、
　これら２つのレンズ光学系は同一の構成を有する、
　請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置は、重畳される２以上の表示光に応じて、各表示素子が表示する画像を補正するように構成されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置は、前記重畳表示光を反射して前記眼球へと進行させる反射素子をさらに備えており、且つ、
　前記反射素子は、光を透過しないように構成されている、
　請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置は、据え置き型の表示装置として構成されている、請求項１に記載の表示装置。
　前記第一表示素子及び前記第二表示素子の表示面の対角寸法は、５インチ以下である、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置の視野画角は７０°以上である、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示装置の像倍率は１．５倍以上である、請求項１に記載の表示装置。
　第一表示素子及び第二表示素子と、
　前記第一表示素子が発した第一表示光を透過し且つ前記第二表示素子が発した第二表示光を反射して重畳表示光を形成する光学素子と、
　前記重畳表示光を眼球へと導く導光光学系と
　を少なくとも備えており、
　前記導光光学系は、前記眼球と各表示素子との間の光路上で、１回以上中間像を結ぶように構成されている、
　表示装置用モジュール。