(57)【要約】【課題】外界光と画像光とが重畳された光から、何れか一方の光を選択して撮像することが可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供すること。【解決手段】透過画像光ＩＬ−Ｔを遮断し、反射外界光ＩＬ−Ｒを透過するレーザ遮断フィルタと、透過画像光ＩＬ−Ｔを透過し、反射外界光ＸＬ−Ｒを遮断するレーザ透過フィルタと、レーザ遮断フィルタとレーザ透過フィルタとを切り替えるモーターとを有する第２光学部１５１が、ハーフミラー１４０と撮像部１５２との間の光路上に設けられる。【選択図】        図５
2011128252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部に装着される装着部と、
前記装着部に保持され、画像情報に応じた画像光をユーザの眼に視認可能に提示する画像提示部と、
入射した光量の一部を反射し、前記入射した光量の一部を透過するように構成され、前記画像提示部から入射された前記画像光が反射した反射画像光をユーザの眼に導くとともに、外界像を表す外界光が透過した透過外界光をユーザの眼に導く第１光学部と、
前記画像光の光路上において前記第１光学部を挟んで前記画像提示部に対向し、前記画像光が前記第１光学部を透過した透過画像光と、前記外界光が前記第１光学部によって反射された反射外界光とを撮像する撮像部と、
前記透過画像光を遮断し、前記反射外界光を透過する第１光選択手段と、前記透過画像光を透過し、前記反射外界光を遮断する第２光選択手段と、前記第１光選択手段と前記第２光選択手段とを切替る切替手段とを有し、前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に設けられる第２光学部と、
を備えることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２】
ユーザからの入力によって前記撮像部を操作する操作部と、
前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記切替手段が行う切替動作を制御する第１制御部とをさらに備える、
請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項３】
前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されないときに、前記第２光選択手段が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する、
請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項４】
前記第２光学部は、前記透過画像光及び前記反射外界光を透過する第３光選択手段をさらに有し、
前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記第１光選択手段と前記第３光選択手段との何れか一方が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する、
請求項２又は３に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項５】
前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記第１光選択手段が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する、
請求項２〜４の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項６】
前記画像提示部は、
前記画像情報に応じて変調された光を出力する光源部と、
前記光源部から出力された光を第１走査方向に走査する第１走査手段と、前記第１走査手段によって走査された走査画像光を前記第１走査方向に直交する第２走査方向に走査することで画像光を生成する第２走査手段とを有する２次元走査手段とを有し、
前記撮像手段が撮像した前記透過画像光に基づいて、前記２次元走査手段の動作を制御する第２制御部をさらに備える、
請求項１〜５の何れかに記載のヘッドマウントディスプレイ。
【請求項７】
前記光源部は、
赤色に対応する第１波長のレーザ光を出射する第１レーザ光源と、
緑色に対応する第２波長のレーザ光を出射する第２レーザ光源と、
青色に対応する第３波長のレーザ光を出射する第３レーザ光源とを含み、
前記第１光選択手段は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長を選択的に遮断し、
前記第２光選択手段は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長を選択的に透過する、
請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの頭部に装着され、ユーザに画像を提示するシースルー型のヘッドマウントディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザの頭部に装着され、ユーザに画像を提示するシースルー型のヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＨＭＤ）に関する技術が提案されている。そして、ユーザの視野を撮像するなどの目的で、撮像部を備えたＨＭＤも提案されている。例えば、特許文献１においては、表示手段からの画像光を観察者の眼球に導光する表示光学系と、外界からの外界光を撮像素子に結像させる撮像光学系とを有するＨＭＤが提案されている。このＨＭＤにおいて、撮像光学系を通過する外界からの外界光が、光路中に設けた光路分離手段によって表示光学系の光路と逆方向に分離される。そして、表示光学系と撮像光学系とは、複数の反射面により光線を眼球光軸の正負方向側に交互に折り畳まれる。即ち、この構成によって、表示光学系と撮像光学系とを同時に成り立たせ、パララックスのないＨＭＤが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３９６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、ＨＭＤがシースルー型の場合、シースルーの外界に、表示手段からの表示を同じ大きさで重ねることができる。しかし、特許文献１のＨＭＤがシースルー型の場合、撮像素子は、外界光と画像光とが常に重畳された状態での像を撮像する。そのため、例えばユーザが、画像光が重畳されない外界光のみの画像を所望しても、外界光のみの画像を得ることが出来ないため、不便である。また、例えば表示素子のフィードバック制御を行うなどの目的で、画像光を撮像する可能性も考えられる。この場合、画像光のみを撮像することが必要であり、外界光の撮像は不要である。しかし、特許文献１に記載のＨＭＤでは、画像光のみを撮像することはできない。
【０００５】
本発明は、外界光と画像光とが重畳された光から、何れか一方の光を選択して撮像することが可能なシースルー型のヘッドマウントディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一側面を反映した第１の課題解決手段は、ユーザの頭部に装着される装着部と、前記装着部に保持され、画像情報に応じた画像光をユーザの眼に視認可能に提示する画像提示部と、入射した光量の一部を反射し、前記入射した光量の一部を透過するように構成され、前記画像提示部から入射された前記画像光が反射した反射画像光をユーザの眼に導くとともに、外界像を表す外界光が透過した透過外界光をユーザの眼に導く第１光学部と、前記画像光の光路上において前記第１光学部を挟んで前記画像提示部に対向し、前記画像光が前記第１光学部を透過した透過画像光と、前記外界光が前記第１光学部によって反射された反射外界光とを撮像する撮像部と、前記透過画像光を遮断し、前記反射外界光を透過する第１光選択手段と、前記透過画像光を透過し、前記反射外界光を遮断する第２光選択手段と、前記第１光選択手段と前記第２光選択手段とを切替る切替手段とを有し、前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に設けられる第２光学部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、「遮断」とは、完全に光を遮ることはもちろん、光量の一部が遮られている状態も含む。例えば、透過画像光が第１光選択手段によって遮断される場合、透過画像光の光量の一部が遮られ、残りは撮像部に入射しても良い。撮像部に入射する透過画像光の光量が、撮像部に入射する反射外界光の光量に比べて無視できる程度の量であれば、透過画像光が遮断されたと言える。勿論、逆に反射外界光が第２光選択手段によって遮られる場合でも、撮像部に入射する反射外界光の光量が、撮像部に入射する透過画像光の光量に比べて無視できる程度の量であれば、反射外界光が遮断されたと言える。
【０００８】
本発明の他の側面を反映した第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段に加えて、ユーザからの入力によって前記撮像部を操作する操作部と、前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記切替手段が行う切替動作を制御する第１制御部とをさらに備える。
【０００９】
本発明の他の側面を反映した第３の課題解決手段は、第２の課題解決手段に加えて、前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されないときに、前記第２光選択手段が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する。
【００１０】
本発明の他の側面を反映した第４の課題解決手段は、第２又は第３の課題解決手段に加えて、前記第２光学部は、前記透過画像光及び前記反射外界光を透過する第３光選択手段をさらに有し、前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記第１光選択手段と前記第３光選択手段との何れか一方が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する。
【００１１】
本発明の他の側面を反映した第５の課題解決手段は、第２〜第４の何れか課題解決手段に加えて、前記第１制御部は、前記操作部を介して前記撮像部が操作されたときに、前記第１光選択手段が前記第１光学部と前記撮像部との間の光路上に配置されるように、前記切替動作を制御する。
【００１２】
本発明の他の側面を反映した第６の課題解決手段は、第１〜第５の何れか課題解決手段に加えて、前記画像提示部は、前記画像情報に応じて変調された光を出力する光源部と、前記光源部から出力された光を第１走査方向に走査する第１走査手段と、前記第１走査手段によって走査された走査画像光を前記第１走査方向に直交する第２走査方向に走査することで画像光を生成する第２走査手段とを有する２次元走査手段とを有し、前記撮像手段が撮像した前記透過画像光に基づいて、前記２次元走査手段の動作を制御する第２制御部をさらに備える。
【００１３】
本発明の他の側面を反映した第７の課題解決手段は、第６の課題解決手段に加えて、前記光源部は、赤色に対応する第１波長のレーザ光を出射する第１レーザ光源と、緑色に対応する第２波長のレーザ光を出射する第２レーザ光源と、青色に対応する第３波長のレーザ光を出射する第３レーザ光源とを含み、前記第１光選択手段は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長を選択的に遮断し、前記第２光選択手段は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長を選択的に透過する。
【発明の効果】
【００１４】
第１の課題解決手段によれば、第２光学部が、透過画像光を遮断し反射外界光を透過する第１光選択手段と、透過画像光を透過し反射外界光を遮断する第２光選択手段とを切替る切替手段を有する。従って、外界光と画像光とが重畳された光から、何れか一方の光を選択して撮像することが可能になる。
【００１５】
第２の課題解決手段によれば、操作部を介して撮像部が操作されたときに、第１制御部が、切替手段が行う切替動作を制御する。操作部を介して撮像部が操作されるときは、ユーザが撮像を意図して操作部を操作するときである。そして、ユーザによっては、外界光の撮像を所望する場合、画像光の撮像を所望する場合など、様々な形態での撮像の要望が考えられる。ユーザからの入力が行われたときに切替手段の切替動作を制御することで、撮像に際して必要となる切替手段の切替動作を適切に実行することが可能になる
【００１６】
第３の課題解決手段によれば、操作部を介して撮像部が操作されないときに、第２光選択手段が第１光学部と撮像部との間の光路上に配置されるように、第１制御部が切替手段の切替動作を制御する。操作部を介して撮像部が操作されないときは、ユーザが撮像を意図しない場合である。そのため、反射外界光を撮像する必要はなくなる。従って、ユーザが撮像を意図しない場合に不要な反射外界光が、撮像部に入射することを防止できる。
【００１７】
第４の課題解決手段によれば、第２光学部が、透過画像光及び反射外界光を透過する第３光選択手段を有する。そして、操作部を介して撮像部が操作されたときに、第１光選択手段と第３光選択手段との何れか一方が第１光学部と撮像部との間の光路上に配置されるように、第１制御部が切替手段の切替動作を制御する。従って、第１光選択手段を用いた反射外界光のみの撮像と、第３光選択手段を用いた反射外界光と透過画像光とが重畳された光の撮像との切替えが可能になる。
【００１８】
第５の課題解決手段によれば、操作部を介して撮像部が操作されたときに、第１光選択手段が第１光学部と撮像部との間の光路上に配置されるように、第１制御部が、切替手段の切替動作を制御する。操作部を介して撮像部が操作されるときは、ユーザが撮像を意図する場合である。従って、ユーザが撮像を意図する場合に、反射外界光のみを撮像することが可能になる。
【００１９】
第６の課題解決手段によれば、第２制御部が、撮像手段が撮像した透過画像光に基づいて、２次元走査手段の動作を制御する。第３の課題解決手段において前記したように、ユーザが操作部を操作しないとき、反射外界光は撮像部に入射しない。即ち、撮像部は、ノイズとしての反射外界光が遮断された、透過画像光を撮像する。ノイズの遮断された透過画像光が撮像されるので、正確に２次元走査手段の動作を制御することができる。
【００２０】
第７の課題解決手段によれば、光源部が、赤色に対応する第１波長のレーザ光を出射する第１レーザ光源と、緑色に対応する第２波長のレーザ光を出射する第２レーザ光源と、青色に対応する第３波長のレーザ光を出射する第３レーザ光源とを含む。一般に、レーザ光源は、ＬＥＤなどの他の光源に比べて、光の波長幅が短い。第１光選択手段は、第１波長、第２波長及び第３波長を選択的に遮断するので、透過画像光を遮断する際に、反射外界光の損失が少なくて済む。また、第２光選択手段は、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長を選択的に透過するので、透過画像光を透過する際に、反射外界光を確実に遮断できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ユーザＵＳＲがＨＭＤ１を装着した状態を示す図。
【図２】（Ａ）ＨＭＤ１の上面図、（Ｂ）ＨＭＤ１の正面図、（Ｃ）ＨＭＤ１の左側面図。
【図３】カメラユニット１５０の構成を示す模式図。
【図４】カメラユニット１５０において、（Ａ）各レーザ３４〜３６の波長分布を示す模式図、（Ｂ）レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１の分光特性を示す模式図、（Ｃ）レーザ透過フィルタ１５１ａ−２の分光特性を示す模式図。
【図５】（Ａ）反射外界光ＸＬ−Ｒと透過画像光ＩＬ−Ｔとが撮像部１５２に入射する状態を示す図、（Ｂ）反射外界光ＸＬ−Ｒが撮像部１５２に入射し、透過画像光ＩＬ−Ｔが遮断される状態を示す図、（Ｃ）反射外界光ＸＬ−Ｒが遮断され、透過画像光ＩＬ−Ｔが撮像部１５２に入射する状態を示す図。
【図６】ＨＭＤ１の機能ブロックを示す図。
【図７】制御部２１が行う一連の処理を示すフローチャート。
【図８】カメラユニット１５００の構成を示す模式図。
【図９】カメラユニット１５００において、（Ａ）反射外界光ＸＬ−Ｒと透過画像光ＩＬ−Ｔとが撮像部１５２に入射する状態を示す図、（Ｂ）反射外界光ＸＬ−Ｒが遮断され、透過画像光ＩＬ−Ｔが撮像部１５２に入射する状態を示す図、（Ｃ）反射外界光ＸＬ−Ｒが撮像部１５２に入射し、透過画像光ＩＬ−Ｔが遮断される状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を反映した上記課題解決手段を実施するための実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。上記課題解決手段は以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に説明する各構成において、所定の構成を省略することができる。また、以下に説明する各処理において、所定のステップを省略することができる。また、以下の説明では、ユーザの頭部に装着される頭部装着部と、頭部装着部に含まれる画像提示部に対して各種の信号を提供する制御ボックスと、を接続して構成されたＨＭＤを例に説明するが、これら各装置を一体の装置として構成することもできる。
【００２３】
［ＨＭＤ１の機械的構成］
ＨＭＤ１について、図１を用いて説明する。ＨＭＤ１は、頭部装着部１０と制御ボックス２０と、ケーブル５０とを含む。頭部装着部１０は、ユーザＵＳＲの頭部に装着される。制御ボックス２０は、ユーザＵＳＲの腰などに取り付けられる。ケーブル５０は、頭部装着部１０と制御ボックス２０とを接続する。このケーブル５０を介して、頭部装着部１０と制御ボックス２０との間で様々なデータの送受信がなされる。
【００２４】
頭部装着部１０について、図２を用いて説明する。頭部装着部１０の骨格は、テンプル１０４Ａ，１０４Ｂと、ヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂと、フロントフレーム１０８とによって構成される。テンプル１０４Ａ，１０４Ｂの一端には、ユーザＵＳＲの耳に当たるモダン１０２Ａ，１０２Ｂが取り付けられる。テンプル１０４Ａ，１０４Ｂの他端は、蝶番１１２Ａ，１１２Ｂを介してヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂに連結される。ヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂは、フロントフレーム１０８の左右両端に連結される。フロントフレーム１０８の中央には、利用者の鼻に当接する鼻パッド１１０が設けられる。テンプル１０４Ａ，１０４Ｂは、ヨロイ１０６Ａ，１０６Ｂに形成された蝶番１１２Ａ，１１２Ｂによって、フロントフレーム１０８に対して折りたたむことができる。頭部装着部１０の骨格の構成は、例えば、通常の眼鏡と同様である。頭部装着部１０は、ユーザＵＳＲに装着された状態において、モダン１０２Ａ，１０２Ｂと、鼻パッド１１０と、により利用者の頭部に保持される（図１参照）。なお、図２（Ｂ）において、モダン１０２Ａ，１０２Ｂ及びテンプル１０４Ａ，１０４Ｂの図示は省略される。
【００２５】
画像提示部１２０は、ヨロイ１０６Ａ付近に配設された取付部１２９を介して、頭部装着部１０の骨格部に取り付けられる。画像提示部１２０は、頭部装着部１０の骨格部に取り付けられた状態において、頭部装着部１０を装着したユーザＵＳＲの左眼ＬＥと略同一の高さとなる位置に配設される。画像提示部１２０は、制御ボックス２０（図１参照。詳細については後述する図６参照）と、ケーブル５０を介して接続される。画像提示部１２０は、制御ボックス２０からケーブル５０を介して送信された各種の信号に基づく画像光を、ハーフミラー１４０に向けて出射する。本実施形態において、画像提示部１２０は、取得された画像信号に応じた光を２次元方向に走査し、その走査された画像光を利用者の左眼ＬＥに導き網膜上にコンテンツ画像を形成する網膜走査型のディスプレイを用いて構成される。しかし、画像提示部１２０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ―Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなど、その他の装置を用いて構成することもできる。
【００２６】
第１光学部としてのハーフミラー１４０は、画像提示部１２０から入射された画像光が反射した反射画像光をユーザＵＳＲの左眼ＬＥに導くとともに、外界像を表す外界光が透過した透過外界光をユーザＵＳＲの左眼ＬＥに導く。ハーフミラー１４０は、画像提示部１２０に取り付けられる。ハーフミラー１４０は、頭部装着部１０の骨格部に取り付けられた状態において、頭部装着部１０を装着したユーザＵＳＲの左眼ＬＥの略正面に位置する。ハーフミラー１４０は、入射した光量の一部を反射し、その入射した光量の一部を透過するように構成される。ハーフミラー１４０は、例えば、透過率と反射率とがそれぞれ略５０％となるように、金属薄膜を透明樹脂に蒸着することで構成できる。
【００２７】
図３（Ａ）は、カメラユニット１５０に入射する光の光軸に沿って、換言すれば画像提示装部１２０の側からカメラユニット１５０を見た模式図である。図３（Ｂ）は、カメラユニット１５０に入射する光の光軸に対して直交する方向からカメラユニット１５０を見た模式図である。カメラユニット１５０は、光路上においてハーフミラー１４０を挟んで画像提示部１２０に対向するように、連結部材１６０を介して画像提示部１２０に取り付けられる（図２参照）。カメラユニット１５０は、第２光学部１５１と、撮像部１５２とを有する。
【００２８】
第２光学部１５１は、後記する図５に示すように、ハーフミラー１４０と撮像部１５２との間の光路上に設けられる。第２光学部１５１は、フィルタホイール１５１ａと、切替手段としてのモーター１５１ｂとを有する。フィルタホイール１５１ａは、第１光学手段としてのレーザ遮断フィルタ１５１ａ−１と、第２光学手段としてのレーザ透過フィルタ１５１ａ−２と、第３光学手段としてのスルーホール１５１ａ−３とを有する。平面視円形のフィルタホイール１５１は、非図示のシャフトによって、撮像ユニット１５０の内壁に回動可能に保持される。フィルタホイール１５１ａの外縁部には、ギアの歯（非図示）が複数設けられる。
【００２９】
モーター１５１ｂは、撮像ユニット１５０の内壁に固定される。モーター１５１ｂの回動軸には、ギアが取り付けられる。このギアは、フィルタホイール１５１ａの外縁部に設けられたギアの歯と噛合する。従って、モーター１５１ｂの回動軸を回動することで、フィルタホイール１５１ａも回動する。
【００３０】
図４に、本実施形態において光源として用いられる各色のレーザ３４〜３６（図６参照）の波長と、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１及びレーザ透過フィルタ１５１ａ−２における分光特性とを示す。図４（Ａ）に示されるように、本実施形態では、中心波長λＢ＝４６０ｎｍの青色光を放射するＢレーザ３４と、中心波長λＧ＝５３０ｎｍの緑色光を放射するＧレーザと、中心波長λＲ＝６５０ｎｍの赤色光を放射するＲレーザと、が用いられる。しかし、各色のレーザ３４〜３６の中心波長は、これらの波長に限定されない。各色のレーザ３４〜３６の中心波長は、青色、緑色及び赤色として視認される波長であれば良い。レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１は、図４（Ｂ）に示されるように、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光を遮断し、それ以外の波長の光を透過する分光特性を有する。一方、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２は、図４（Ｃ）に示されるように、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光を透過し、それ以外の波長の光を遮断する分光特性を有する。レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１は、例えば反射型回折フィルタやホログラフィック光学素子などで構成可能である。レーザ透過フィルタ１５１ａ−２は、例えば干渉フィルタやバンドパスフィルタなどで構成可能である。スルーホール１５１ａ−３は、フィルタホイール１５１ａに設けられた貫通孔である。
【００３１】
図５には、画像提示部１２０及びカメラユニット１５０近辺の部分拡大模式図が示される。図５（Ａ）には、ハーフミラー１４０と撮像部１５２との間の光路上にスルーホール１５１ａ−３が配置された状態が示される。図５（Ａ）において、画像提示部１２０から射出された画像光ＩＬは、ハーフミラー１４０に入射する。ハーフミラー１４０に入射した画像光ＩＬは、ハーフミラー１４０を透過する透過画像光ＩＬ−Ｔと、ハーフミラー１４０によって反射される反射画像光ＩＬ−Ｒとに分けられる。換言すれば、画像光ＩＬの光路は、ハーフミラー１４０を透過する光路と、ハーフミラー１４０によって反射される光路との２つに分割される。外界像を表す外界光ＸＬは、ハーフミラー１４０を透過する透過外界光ＸＬ−Ｔと、ハーフミラー１４０によって反射される反射外界光ＸＬ−Ｒとに分けられる。反射画像光ＩＬ−Ｒと透過外界光ＸＬ−Ｔとは、光軸が一致するように重畳され、左眼ＬＥに入射する。即ち、ユーザＵＳＲは、画像提示部１２０によって提示される画像を、外界像に重畳した状態で視認する。一方、透過画像光ＩＬ−Ｔと反射外界光ＸＬ−Ｒとは、光軸が一致するように重畳され、カメラユニット１５０に入射する。カメラユニット１５０に入射した透過画像光ＩＬ−Ｔと反射外界光ＸＬ−Ｒとは、スルーホール１５１ａ−３を通過（透過）し、撮像部１５２に入射する。即ち、撮像部１５２は、画像提示部１２０よって提示される画像と外界像とが重畳された画像、換言すればユーザＵＳＲが視認している状態の画像を撮像する。
【００３２】
図５（Ｂ）には、ハーフミラー１４０と撮像部１５２との間の光路上にレーザ遮断フィルタ１５１ａ−１が配置された状態が示される。図５（Ｂ）において、反射画像光ＩＬ−Ｒと透過外界光ＸＬ−Ｔとは、図５（Ａ）の場合と同様に、光軸が一致するように重畳され、左眼ＬＥに入射する。一方、透過画像光ＩＬ−Ｔと反射外界光ＸＬ−Ｒとは、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１に入射する。図４（Ｂ）に示されるように、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１は、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光を遮断し、それ以外の波長の光を透過する。従って、透過画像光ＩＬ−Ｔは、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１によって遮断されるため、撮像部１５２に到達しない。一方、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光は遮断されるものの、その他の大部分の波長の光はレーザ遮断フィルタ１５１ａ−１を透過するため、反射外界光ＸＬ−Ｒは、撮像部１５２に到達する。即ち、撮像部１５２は、反射外界光ＸＬ−Ｒのみを撮像する。一般に、レーザ光源は、ＬＥＤなどの他の光源に比べて、光の波長幅が短い。本実施形態では、各色のレーザ３４〜３６が用いられるので、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１が遮断する光の波長幅も、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応して狭い波長幅となっている。そのため、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１が透過画像光ＩＬ−Ｔを遮断する際に、反射外界光ＸＬ−Ｒの損出量が低減される。
【００３３】
図５（Ｃ）には、ハーフミラー１４０と撮像部１５２との間の光路上にレーザ透過フィルタ１５１ａ−２が配置された状態が示される。図５（Ｃ）において、反射画像光ＩＬ−Ｒと透過外界光ＸＬ−Ｔとは、図５（Ａ）の場合と同様に、光軸が一致するように重畳され、左眼ＬＥに入射する。一方、透過画像光ＩＬ−Ｔと反射外界光ＸＬ−Ｒとは、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２に入射する。図４（Ｃ）に示されるように、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２は、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光を透過し、それ以外の波長の光を遮断する。従って、透過画像光ＩＬ−Ｔは、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２を透過し、撮像部１５２に到達する。一方、各色のレーザ３４〜３６の波長に対応する光を除く大部分の波長の光がレーザ透過フィルタ１５１ａ−２によって遮断されるため、反射外界光ＸＬ−Ｒは、撮像部１５２に到達しない。ここで、ユーザＵＳＲが画像提示部１２０からの画像と外界像とが同時に視認されるためには、画像光ＩＬの光量と外界光ＸＬの光量とが大きく異ならないことが必要である。外界光ＸＬのスペクトルは可視光域に亘って広く分布する。一方、画像光ＩＬのスペクトルは各色のレーザ３４〜３６の波長に偏る。そのため、各色のレーザ３４〜３６の波長における単位波長当たりの光量は、画像光ＩＬが外界光ＸＬを大幅に上回る。従って、撮像部１５２に到達する透過画像光ＩＬ−Ｔの光量は、撮像部１５２に到達する反射外界光ＸＬ−Ｒに比べて十分に大きい。換言すれば、撮像部１５２に到達する反射外界光ＸＬ−Ｒの光量は、撮像部に到達する透過画像光ＩＬ−Ｔの光量に比べて無視できる程度の量である。その結果、撮像部１５２は、反射外界光ＸＬ−Ｒに影響されることなく、透過画像光ＩＬ−Ｔのみを撮像する。
【００３４】
撮像部１５２は、画像光ＩＬの光路の一部である透過画像光ＩＬ−Ｔの光路上において、ハーフミラー１４０及び第２光学部１５１を挟んで画像提示部１２０に対向する。撮像部１５２は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の受光素子と、入射した光をその受光素子に対して結像する結像光学系などを含む。撮像部１５２は、フィルタホイール１５１を通過した光を撮像可能な位置に配置される。
【００３５】
［ＨＭＤ１の機能的構成］
図６を用いて、ＨＭＤ１の機能的構成を説明する。ＨＭＤ１は、機能的構成においても、頭部装着部１０と、制御ボックス２０と、ケーブル５０とに分けられる。
【００３６】
制御ボックス２０は、制御部２１と、操作部２２と、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３と、光源部３０と、光合波部４０とを有する。制御部２１は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを含むマイコンなどで構成される。制御部２１は、ＰＣなどの外部機器から外部Ｉ／Ｆ２３を介して供給される画像データに基づいて、画像を合成するための要素となるＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号、水平信号及び垂直信号を発生する。制御部２１は、Ｂ信号をＢレーザドライバ３１に、Ｇ信号をＧレーザドライバ３２に、Ｒ信号をＲレーザドライバ３３に、それぞれ送信する。制御部２１は、ケーブル５０を介して、水平信号を水平走査ドライバ１２３に、垂直信号を垂直走査ドライバ１２６にそれぞれ送信する。水平信号及び垂直信号には、水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５の動作のタイミングを決定する同期信号や、水平走査ドライバ１２３及び垂直走査ドライバ１２６から水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５に送信される駆動信号の電圧や周波数を設定する駆動設定信号などが含まれる。制御部２１はまた、カメラユニット１５０に対して制御信号を送信する。具体的には、制御部２１は、カメラユニット１５０に含まれるモーター１５１ｂの回動を制御する。即ち、制御部２１は、第１制御部として働く。制御部２１はまた、撮像部１５２の撮像動作などを制御する。制御部２１はまた、撮像部１５２の撮像結果に基づいて、発生する垂直信号及び水平信号の調整を行う。即ち、制御部２１は、第２制御部としても働く。制御部２１は、カメラユニット１５０から送信された撮像データを記憶するための、非図示の記憶部を有する。この記憶部に記憶された撮像データは、外部Ｉ／Ｆ２３を介して外部機器に送信可能である。操作部２２は、ユーザＵＳＲからの操作を受け付ける各種ボタンと、各種ボタンが押下された際に発生する操作信号を制御部２１に送信するインターフェース回路などによって構成される。ユーザＵＳＲからの操作を受け付ける各種ボタンは、制御ボックス２０の筐体表面に設けられる。外部Ｉ／Ｆ２３は、制御ボックス２０とＰＣなどの外部機器とを電気的に接続するためのインターフェースである。
【００３７】
光源部３０は、Ｂレーザドライバ３１、Ｇレーザドライバ３２、Ｒレーザドライバ３３、Ｂレーザ３４、Ｇレーザ３５及びＲレーザ３６を有する。Ｂレーザドライバ３１は、制御部２１からのＢ信号に応じた強度の青色の光束を発生させるように、Ｂレーザ３４を駆動する。Ｇレーザドライバ３２は制御部２１からのＧ信号に応じた強度の緑色の光束を発生させるように、Ｇレーザ３５を駆動する。Ｒレーザドライバ３３は、制御部２１からのＲ信号に応じた強度の赤色の光束を発生させるように、Ｒレーザ３６を駆動する。Ｂレーザ３４，Ｇレーザ３５及びＲレーザ３６は、例えば半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザを用いて構成できる。
【００３８】
光合波部４０は、コリメート光学系４１，４２，４３と、このコリメートされたレーザ光を合波するためのダイクロイックミラー４４，４５，４６と、合波されたレーザ光を光ファイバに導く集光光学系４７とを備える。Ｂレーザ３４から出射した青色レーザ光は、コリメート光学系４１によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー４４に入射する。Ｇレーザ３５から出射した緑色レーザ光は、コリメート光学系４２によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー４５に入射する。Ｒレーザ３６から出射した赤色レーザ光は、コリメート光学系４３によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー４６に入射する。ダイクロイックミラー４４，４５，４６にそれぞれ入射した３原色のレーザ光は、波長選択的に反射または透過されて１本の光束として合波され、集光光学系４７に達する。合波されたレーザ光は、集光光学系４７によって集光され、光ファイバへ入射する。
【００３９】
ケーブル５０は、頭部装着部１０と制御ボックス２０とを接続する。ケーブル５０には、光合波部４０から出射したレーザ光を導く光ファイバや、制御部と水平走査ドライバ１２３、垂直走査ドライバ１２６及びカメラユニット１５０とを電気的に接続する各種の信号線などが含まれる。
【００４０】
頭部装着部１０は、画像提示部１２０と、ハーフミラー１４０と、カメラユニット１５０とを有する。ハーフミラー１４０及びカメラユニット１５０は既に説明したので、ここでは画像提示部１２０の説明を行う。
【００４１】
画像提示部１２０は、コリメート光学系１２１と、水平スキャナ１２２と、水平走査ドライバ１２３と、第１リレー光学系１２４と、垂直スキャナ１２５と、垂直走査ドライバ１２６と、第２リレー光学系１２７とを有する。
【００４２】
コリメート光学系１２１は、光ファイバから出射したレーザ光を平行光に変換する。コリメート光学系１２１は、平行光に変換したレーザ光を、水平スキャナ１２２に導く。
【００４３】
水平スキャナ１２２は、コリメート光学系１２１からのレーザ光を水平方向に走査する。具体的には、水平スキャナ１２２は、揺動する反射面を有する。反射面が揺動することで、反射面に入射したレーザ光は、水平方向に走査される。水平スキャナ１２２は、例えば、圧電素子を用いて揺動するＭＥＭＳミラーで構成可能である。水平走査ドライバ１２３は、制御部２１からの水平同期信号に従って、水平スキャナ１２２の揺動状態を制御する。水平スキャナ１２２は、水平走査したレーザ光を、第１リレー光学系１２４に導く。
【００４４】
第１リレー光学系１２４は、正の屈折力を持つレンズ系１２４ａ、１２４ｂを有する。レンズ系１２４ａは、水平スキャナ１２２からレンズ系１２４ａの焦点距離を離れた位置に配置される。従って、水平走査されたレーザ光は、レンズ系１２４ａによって互いの光軸が平行になるように屈折される。また、水平走査されたレーザ光は、コリメート光学系１２１によって平行光化されているので、集束光として変換される。図６では、レーザ光の光軸が点線で示され、第１リレー光学系１２４及び第２リレー光学系１２７の中心（＝光軸）を通過するレーザ光の光線が実線で示される。レンズ系１２４ｂは、レンズ系１２４ａから、レンズ系１２４ａの焦点距離とレンズ系１２４ｂの焦点距離との合計の距離を離れた位置に配置される。従って、レンズ系１２４ａを通過したレーザ光は、レンズ系１２４ｂによって互いの光軸が垂直スキャナ１２５上の一点に集束するように屈折される。また、レンズ系１２４ａを通過した際に集束光として変換されたレーザ光は、レンズ系１２４ｂによって再度平行光化される。即ち、第１リレー光学系１２４は、水平スキャナ１２２において形成された光学瞳（＝レーザ光の入射点）を、垂直スキャナ１２５上に転送する機能を果たす。
【００４５】
垂直スキャナ１２５は、第１リレー光学系１２４からのレーザ光を垂直方向に走査する。具体的には、垂直スキャナ１２５は、揺動する反射面を有する。反射面が揺動することで、反射面に入射したレーザ光は、垂直方向に走査される。垂直スキャナ１２２は、例えば、ムービングコイル方式で揺動する電磁型のＭＥＭＳミラーで構成可能である。垂直走査ドライバ１２７は、制御部２１からの垂直同期信号に従って、垂直スキャナ１２５の揺動状態を制御する。ここで、レーザ光は、水平スキャナ１２２によって水平方向に走査されているので、垂直スキャナ１２５によって２次元に走査された画像光となる。垂直スキャナ１２５は、画像光を、第２リレー光学系１２７に導く。
【００４６】
第２リレー光学系１２７は、正の屈折力を持つレンズ系１２７ａ、１２７ｂを有する。第２リレー光学系１２７は、第１リレー光学系１２４と同様に、垂直スキャナ１２５において形成された光学瞳を、左眼ＬＥの瞳孔ＰＬに転送する機能を果たす。第２リレー光学系１２７を出射した画像光は、ハーフミラー１４０に入射する。
【００４７】
前記したように、ハーフミラー１４０は、入射した画像光を、ハーフミラー１４０を透過する透過画像光と、ハーフミラー１４０によって反射される反射画像光とに分割する（図５参照）。ハーフミラー１４０は、透過画像光をカメラユニット１５０に導き、反射画像光を左眼ＬＥの瞳孔ＰＬに導く。
【００４８】
カメラユニット１５０は、制御部２１からの制御信号を受信する。具体的には、撮像部１５２は、制御部２１からの制御信号に従って、撮像を行う。モーター１５１ｂは、制御部２１からの制御信号に従ってフィルタホイール１５１を回動させることで、撮像部１５２に入射する光が透過するフィルタを決定する。カメラユニット１５０は、撮像部１５２によって撮像された画像を、撮像データとして制御部２１に送信する。
【００４９】
［ＨＭＤ１の行う処理］
以下、図７を用いて、ＨＭＤ１によって行われる一連の処理を説明する。尚、図７に示される処理は、ユーザＵＳＲが操作部２２に対して画像提示を開始する旨の操作を行うことによって発生した操作信号を、制御部２１が受信したときに開始される。
【００５０】
ステップＳ１において、画像提示部１２０による、ユーザＵＳＲに対する画像の提示が行われる。具体的には、制御部２１は、外部Ｉ／Ｆ２３からの画像データに基づいて、Ｂ信号をＢレーザドライバ３１に、Ｇ信号をＧレーザドライバ３２に、Ｒ信号をＲレーザドライバ３３に、それぞれ送信する。そして、制御部２１は、画像光を生成するために、水平同期信号を水平走査ドライバ１２３に、垂直同期信号を垂直走査ドライバ１２６にそれぞれ送信する。その後、制御部２１は、処理をステップＳ２に移行する。
【００５１】
ステップＳ２において、図５（Ｃ）に示されるように、透過画像光ＩＬ−Ｔのみが撮像部１５２に入射するように、フィルタホイール１５１が駆動される。具体的には、制御部２１は、カメラユニット１５０に対して制御信号を送信することで、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２に対して透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒが入射するように、モーター１５１ｂにフィルタホイール１５１を回動させる。その後、制御部２１は、処理をステップＳ３に移行する。
【００５２】
ステップＳ３において、撮像部１５２によって透過画像光ＩＬ−Ｔが撮像される。具体的には、制御部２１は、カメラユニット１５０に対して制御信号を送信することで、撮像部１５２に撮像を行わせる。撮像によって得られた撮像データは、カメラユニット１５０から制御部２１に送信され、制御部２１の記憶部に一時記憶される。その後、制御部２１は、処理をステップＳ４に移行する。
【００５３】
ステップＳ４において、ステップＳ３にて制御部２１の記憶部に一時記憶された撮像データに基づいて、水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５の動作が制御される。具体的には、制御部２１は、制御部２１の記憶部に一時記憶された撮像データに基づいて、水平信号を水平走査ドライバ１２３に送信し、垂直信号を垂直走査ドライバ１２６に送信する。撮像データに基づく制御として、例えば画像提示部１２０によって提示される画像光の画角や提示位置を撮像データから測定しての補正や、設定ディオプタ値を測定しての表示などがある。例として画像光の画角や提示位置を補正する場合であれば、制御部２１は、撮像データに含まれる画像光のサイズから水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５の揺動角度及び揺動中心を決定し、その揺動角度及び揺動中心が所望の値となるように、水平走査ドライバ１２３及び垂直走査ドライバ１２６から水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５に送信される駆動信号の電圧や周波数を設定する制御信号を送信する。
その後、制御部２１は、処理をステップＳ５に移行する。
【００５４】
ステップＳ５において、撮像部１５２に対しての操作がなされたか否かが判断される。具体的には、ユーザＵＳＲが撮像を行う場合、ユーザＵＳＲは、操作部２２に対して撮像を行うための操作を行う。制御部２１は、操作部２２からの操作信号が受信された場合、その操作信号が撮像部１５２を用いて撮像を行う旨の操作信号であるか否かを判断する。ステップＳ５の判断が肯定（Ｙ）の場合、制御部２１は、処理をステップＳ６に移行する。一方、ステップＳ５の判断が否定（Ｎ）の場合、制御部２１は、処理をステップＳ３に戻す。即ち、ステップＳ５の判断が肯定（Ｙ）となるまで、ステップＳ３〜Ｓ５の処理が繰り返される。
【００５５】
ステップＳ６において、透過画像光ＩＬ−Ｔに対して反射外界光ＸＬ−Ｒを重畳するか否かが判断される。具体的には、ユーザＵＳＲが、外界光のみの撮像を行うモード（図５（Ｂ）参照）か、外界光と画像光とが重畳した状態の撮像を行うモード（図５（Ａ）参照）かを、操作部２２を用いて選択する。制御部２１は、操作部２２からの操作信号が、外界光のみの撮像を行うモードを意味する旨の操作信号か、外界光と画像光とが重畳した状態の撮像を行うモードを意味する旨の操作信号かを判断する。ステップＳ６の判断が肯定（Ｙ）の場合、即ち、外界光と画像光とが重畳した状態の撮像を行うモードの場合、制御部２１は、処理をステップＳ７に移行する。一方、ステップＳ６の判断が否定（Ｎ）の場合、即ち、外界光のみの撮像を行うモードの場合、制御部２１は、処理をステップＳ８に移行する。
【００５６】
ステップＳ７において、制御部２１は、カメラユニット１５０に制御信号を送信することで、外界光と画像光とが重畳した状態の撮像を行うモードとなるように、モーター１５１ｂの動作を制御する。この制御信号を受信したモーター１５１ｂは、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒがスルーホール１５１ａ−３に対して入射するように、フィルタホイール１５１を回動させる。その後、制御部２１は、処理をステップＳ９に移行する。
【００５７】
ステップＳ８において、制御部２１は、カメラユニット１５０に制御信号を送信することで、外界光のみの撮像を行うモードとなるように、モーター１５１ｂの動作を制御する。この制御信号を受信したモーター１５１ｂは、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒがレーザ遮断フィルタ１５１ａ−１に対して入射するように、フィルタホイール１５１を回動させる。その後、制御部２１は、処理をステップＳ９に移行する。
【００５８】
ステップＳ９において、制御部２１は、カメラユニット１５０に制御信号を送信することで、撮像部１５２による撮像を行う。そして、制御部２１は、カメラユニット１５０から撮像データを受信する。制御部２１は、受信された撮像データを、外部Ｉ／Ｆ２３を介してＰＣなどの外部機器に送信する。その後、制御部２１は、処理をステップＳ１０に移行する。
【００５９】
ステップＳ１０において、制御部２１は、ユーザＵＳＲによる撮像部１５２に対する操作が完了したか否かを判断する。具体的には、撮像部１５２に対する操作を行う旨の操作信号が、操作部２２から制御部２１に対して所定時間の間送信されない場合、制御部２１は、ユーザＵＳＲによる撮像部１５２に対する操作が完了したと判断する。ステップＳ１０の判断が肯定（Ｙ）の場合、制御部２１は、処理をステップＳ１１に移行する。一方、ステップＳ１０の判断が否定（Ｎ）の場合、制御部２１は、処理をステップＳ６に戻す。即ち、撮像部１５２を用いた撮像が継続される。
【００６０】
ステップＳ１０において、制御部２１は、画像提示部１２０による画像提示を終了するか否かを判断する。具体的には、ユーザＵＳＲが操作部２２に対して画像提示を終了する旨の操作を行うことによって発生した操作信号を制御部２１が受信した場合、制御部２１は、画像提示部１２０による画像提示を終了すると判断する。ステップＳ１１の判断が肯定（Ｙ）の場合、制御部２１は、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１１の判断が否定（Ｎ）の場合、制御部２１は、処理をステップＳ２に戻す。
【００６１】
＜第２実施形態＞
前記した第１実施形態において、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１によって透過画像光ＩＬ−Ｔが遮断され、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２によって反射外界光ＸＬ−Ｒが遮断される。即ち、前記した第１実施形態では、光の波長に着目して、撮像部１５２に入射する光を切り替えた。それに対し、本実施形態では、光の偏光方向に着目して、撮像部１５２に入射する光を切り替える。具体的には、第１実施形態におけるハーフミラー１４０の代わりに反射偏光板１４００が用いられ、第１実施形態におけるフィルタホイール１５１ａの代わりに偏光板１５１０ａが用いられる点において、本実施形態は第１実施形態と相違する。
【００６２】
図８（Ａ）は、カメラユニット１５００に入射する光の光軸に沿って、換言すれば画像提示装部１２０の側からカメラユニット１５００を見た模式図である。図８（Ｂ）は、カメラユニット１５００に入射する光の光軸に対して直交する方向からカメラユニット１５００を見た模式図である。カメラユニット１５００は、第２光学部１５１０と、モーター１５１ｂと、撮像部１５２とを含む。尚、カメラユニット１５００において、第１実施形態におけるカメラユニット１５０と共通する構成に関しては、同一の番号を付与することで説明を省略する。
【００６３】
第２光学部１５１０は、偏光板１５１０ａを有する。偏光板１５１０ａは、一の方向の偏光成分を透過し、一の方向に直交する他の方向の偏光成分を吸収又は反射する。偏光板１５１０ａは、例えば、透明樹脂にヨウ素化合物などの高分子材料を吸着配向させた偏光フィルムなどを用いて構成可能である。偏光板１５１０ａがモーター１５１ｂによって回動されることで、偏光板１５１０ａを透過して撮像部１５２に入射する光の偏光方向を選択することができる。
【００６４】
図９には、画像提示部１２０及びカメラユニット１５００近辺の部分拡大模式図が示される。図９において、反射偏光板１４００に対して入射する光に関し、入射面に平行な偏光成分であるＰ偏光が上下方向の矢印で、入射面に直交する偏光成分であるＳ偏光が左右方向の矢印で、それぞれ図示される。また、画像光ＩＬ、反射画像光ＩＬ−Ｒ及び透過画像光ＩＬ−Ｔが直線の矢印で、外界光ＸＬ、反射外界光ＸＬ−Ｒ及び透過外界光ＸＬ−Ｔが破線の矢印で、それぞれ図示される。
【００６５】
反射偏光板１４００は、所定の方向の偏光成分を反射し、その所定の方向に直交する方向の偏光成分を透過する。本実施形態では、一例として、反射偏光板１４００は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。反射偏光板１４００は、例えばワイヤグリッド偏光フィルタなどによって構成可能である。外界光ＸＬと、画像提示部１２０から出射された画像光ＩＬとは、どちらも無偏光の光である。反射偏光板１４００は、外界光ＸＬのうちＰ偏光を透過し、透過外界光ＸＬ−ＴとしてユーザＵＳＲの左眼ＬＥに導く。また、反射偏光板１４００は外界光ＸＬのうちＳ偏光を反射し、反射外界光ＸＬ−Ｒとしてカメラユニット１５００に導く。また、反射偏光板１４００は、画像光ＩＬのうちＰ偏光を透過し、透過画像光ＩＬ−Ｔとしてカメラユニット１５００に導く。また、反射偏光板１４００は、画像光ＩＬのうちＳ偏光を反射し、反射画像光ＩＬ−ＲとしてユーザＵＳＲの左眼ＬＥに導く。即ち、反射偏光板１４００は、第１実施形態におけるハーフミラー１４０と同様に、第１光学部として働く。
【００６６】
図９（Ａ）には、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒがカメラユニット１５００に入射する状態が示される。この状態において、偏光板１５１０ａは、前記一の方向がＰ偏光及びＳ偏光に対して４５度の角度を成すように配置される。このように配置されることで、偏光板１５１０ａは、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒの光量のうち１／√２の光量を、それぞれ透過する。
【００６７】
図９（Ｂ）には、透過画像光ＩＬ−Ｔがカメラユニット１５００に入射する状態が示される。この状態において、偏光板１５１０ａは、前記一の方向がＰ偏光に対して平行となるように配置される。このように配置されることで、偏光板１５１０ａは、透過画像光ＩＬ−Ｔを透過し、反射外界光ＸＬ−Ｒを遮断する。
【００６８】
図９（Ｃ）には、反射外界光ＸＬ−Ｒがカメラユニット１５００に入射する状態が示される。この状態において、偏光板１５１０ａは、前記一の方向がＳ偏光に対して平行となるように配置される。このように配置されることで、偏光板１５１０ａは、反射外界光ＸＬ−Ｒを透過し、透過画像光ＩＬ−Ｔを遮断する。
【００６９】
本実施形態において行われる一連の処理は、図７に示される第１実施形態において行われる処理と比較して、ステップＳ２、ステップＳ７、ステップＳ８の具体的内容のみが異なる。そのため、第１実施形態において行われる処理と異なる部分の説明が行われ、同一の部分の説明は省略される。
【００７０】
第１実施形態のステップＳ２において、制御部２１は、カメラユニット１５０に対して制御信号を送信することで、レーザ透過フィルタ１５１ａ−２に対して透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒが入射するように、モーター１５１ｂにフィルタホイール１５１ａを回動させる。一方、本実施形態のステップＳ２において、制御部２１は、カメラユニット１５００に対して制御信号を送信することで、偏光板１５１０ａの前記一の方向がＰ偏光に対して平行となるように、モーター１５１ｂに偏光板１５１０ａを回動させる（図９（Ｂ）の状態）。
【００７１】
第１実施形態のステップＳ７において、制御部２１は、カメラユニット１５０に制御信号を送信することで、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒがスルーホール１５１ａ−３に対して入射するように、モーター１５１ｂにフィルタホイール１５１ａを回動させる。一方、本実施形態のステップＳ７において、制御部２１は、カメラユニット１５００に対して制御信号を送信することで、偏光板１５１０ａの前記一の方向がＰ偏光及びＳ偏光に対して４５度の角度を成すように、モーター１５１ｂに偏光板１５１０ａを回動させる（図９（Ａ）の状態）。
【００７２】
第１実施形態のステップＳ８において、制御部２１は、カメラユニット１５０に制御信号を送信することで、透過画像光ＩＬ−Ｔ及び反射外界光ＸＬ−Ｒがレーザ遮断フィルタ１５１ａ−１に対して入射するように、モーター１５１ｂにフィルタホイール１５１ａを回動させる。一方、本実施形態のステップＳ８において、制御部２１は、カメラユニット１５００に対して制御信号を送信することで、偏光板１５１０ａの前記一の方向がＳ偏光に対して平行になるように、モーター１５１ｂに偏光板１５１０ａを回動させる（図９（Ｃ）の状態）。
【００７３】
＜変形例＞
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその一例を述べる。
【００７４】
前記した実施形態において、各レーザ３４〜３６が光源として用いられる。しかし、例えばＬＥＤなど、他の光源が用いられても良い。この場合、第１実施形態のように光の波長で撮像部１５２に入射する光を切り替えるのであれば、レーザ遮断フィルタ１５１ａ−１及びレーザ透過フィルタ１５１ａ−２の代わりに、他の光源の波長に対応した光を遮断及び透過するフィルタが設けられる。
【００７５】
前記した実施形態において、各レーザ３４〜３６からのレーザ光は、水平スキャナ１２２によって水平方向に走査された後で、垂直スキャナ１２５によって垂直方向に走査されることで、２次元に走査された画像光を形成する。しかし、例えば垂直スキャナ１２５と水平スキャナ１２２の順番とが入れ替わっても良い。即ち、レーザ３４〜３６からのレーザ光は、垂直スキャナ１２５によって垂直方向に走査された後で、水平スキャナ１２２によって水平方向に走査されることで、２次元に走査された画像光を形成しても良い。あるいは、水平スキャナ１２２及び垂直スキャナ１２５の代わりに、１つのデバイスで水平方向及び垂直方向の２方向に走査可能な二次元スキャナ（例えば、特開２００３−２０７７３７号公報を参照）が用いられても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１  ＨＭＤ
１０  頭部装着部
２０  制御ボックス
３０  光源部
３１  Ｂレーザドライバ
３２  Ｇレーザドライバ
３３  Ｒレーザドライバ
３４  Ｂレーザ
３５  Ｇレーザ
３６  Ｒレーザ
４０  光合波部
４１，４２，４３  コリメート光学系
４４，４５，４６  ダイクロイックミラー
４７  集光光学系
５０  ケーブル
１０２Ａ，１０２Ｂ  モダン
１０４Ａ，１０４Ｂ  テンプル
１０６Ａ，１０６Ｂ  ヨロイ
１０８  フロントフレーム
１１０  鼻パッド
１１２Ａ，１１２Ｂ  蝶番
１２０  画像提示部
１２１  コリメート光学系
１２２  水平スキャナ
１２３  水平走査ドライバ
１２４  第１リレー光学系
１２４ａ，１２４ｂ，１２７ａ，１２７ｂ  レンズ系
１２５  垂直スキャナ
１２６  垂直走査ドライバ
１２７  第２リレー光学系
１２９  取付部
１４０  ハーフミラー
１５０，１５００  カメラユニット
１５１，１５１０  第２光学部
１５１ａ  フィルタホイール
１５１ａ−１  レーザ遮断フィルタ
１５１ａ−２  レーザ透過フィルタ
１５１ａ−３  スルーホール
１５１ｂ  モーター
１５２  撮像部
１４００  反射偏光板
１５１０ａ  偏光板
ＩＬ  画像光
ＩＬ−Ｒ  反射画像光
ＩＬ−Ｔ  透過画像光
ＬＥ  左眼
ＰＬ  瞳孔
ＵＳＲ  ユーザ
ＸＬ  外界光
ＸＬ−Ｒ  反射外界光
ＸＬ−Ｔ  透過外界光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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