【手続補正書】
【提出日】平成21年6月19日(2009.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
映像情報を含む光束を生成し、前記光束の発散角を制御して観視者の片目に入射させる表示装置であって、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
映像情報を含む光束を生成する光束生成部と、
前記光束を観視者の片目に入射させる視野制御部と、
構成する光学素子のうち、前記片目に最も近い光学素子が前記片目と２１．７ｃｍ以上離れて配置され、前記光束に基づいて像を形成する像形成部と、
を備え、
前記視野制御部及び前記像形成部の少なくともいずれかは、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
映像情報を含む光束を生成し、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第の２レンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を用いて、前記光束の発散角を制御して観視者の片目に入射させることを特徴とする表示方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
映像情報を含む光束を生成し、
第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を用いて、観視者の片目に最も近い光学素子を前記片目から２１．７ｃｍ以上離して配置して、前記光束を前記片目に入射させることを特徴とする表示方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
操縦者の片目に入射されるように映像情報を含む光束を出射する光束投射部と、
前記光束の発散角を制御する発散角制御手段であって、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を有する発散角制御手段と、
前記発散角制御手段によって発散角が制御された前記光束が投影される反射層が設けられた透明板と、
を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この両眼視差の効果に基づいて、例えば、赤や青のフィルタを用いるアナグリフ法、偏光フィルタ眼鏡を用いる方法、液晶シャッタを用いる方法、左右の眼用のインターレース画像をレンチキュラー板を介して視認する方法、視認者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ： Head Mounted Display）により左右の眼に独立した映像を呈示する方法等がある。これら両眼視差の効果を用いた各種の方法は、左右の眼用の複数の映像を生成するための映像処理に多大な労力が必要であり、また、表示装置も複雑になるという問題があった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様によれば、映像情報を含む光束を生成し、前記光束の発散角を制御して観視者の片目に入射させる表示装置であって、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を備えたことを特徴とする表示装置が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、映像情報を含む光束を生成する光束生成部と、前記光束を観視者の片目に入射させる視野制御部と、構成する光学素子のうち、前記片目に最も近い光学素子が前記片目と２１．７ｃｍ以上離れて配置され、前記光束に基づいて像を形成する像形成部と、を備え、前記視野制御部及び前記像形成部の少なくともいずれかは、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を有することを特徴とする表示装置が提供される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、映像情報を含む光束を生成し、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を用いて、前記光束の発散角を制御して観視者の片目に入射させることを特徴とする表示方法が提供される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の他の一態様によれば、映像情報を含む光束を生成し、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を用いて、観視者の片目に最も近い光学素子を前記片目から２１．７ｃｍ以上離して配置して、前記光束を前記片目に入射させることを特徴とする表示方法が提供される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の他の一態様によれば、操縦者の片目に入射されるように映像情報を含む光束を出射する光束投射部と、前記光束の発散角を制御する発散角制御手段であって、第１のレンズと、第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、前記光束の発散角を制御する発散角制御素子と、を有する発散角制御手段と、前記発散角制御手段によって発散角が制御された前記光束が投影される反射層が設けられた透明板と、を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイが提供される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
ヒトの視覚は、奥行き判断の際に、知覚する対象物と既存の定位点との差分を用いることで、より明確な奥行き距離の判断を行うと考えられる。図３に例示した光学系においては、奥行きの判断の際の最近接定位点（最近接光学素子）として、観視者に最も近い光学素子１９０（図３の例ではハーフミラー２３０）の面を用いると考えられる。最近接定位点が非常に近い場合、虚像４６２の位置は、最近接定位点に引きずられることにより、知覚される奥行き感は近方に配置されるため、虚像４６２までの距離Ｌｏと、知覚された奥行き感Ｌｐとの差は小さい。しかし、最近接定位点（ハーフミラー２３０）を一定の値より遠方に配置することにより、主観的な虚像の奥行き位置は知覚の誤差により、より見易い遠方配置を行うと考えられる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置の発散角制御部を例示する模式図である。  
図７（ａ）に表したように、発散角制御部１７０（３７０）には、例えば、第１のレンズ３７１と、アパーチャ３７３と、第２のレンズ３７２の光学素子を用いることができる。そして、第１のレンズの焦点距離をｆ１、第２のレンズの焦点距離をｆ２とすると、アパーチャ３７３は、第１のレンズ３７１からｆ１の距離で、第２のレンズ３７２からｆ２の距離の位置に設置されている。そして、この構成の発散角制御部３７０は、例えば光源３７４とコリメート部３７５、及び、映像を形成する例えば液晶表示素子を用いた画像装置３７６と組み合わせて使用できる。そして、コリメート部３７５の出射位置から第１のレンズ３７１までの距離がｆ１となるように設置し、また、第２のレンズ３７２と画像装置３７６との距離がｆ２となるように設置する。これにより、光源３７４からの光束は、アパーチャ３７３で集光し、さらに第２のレンズ３７２により発散角が制御された状態で画像装置３７６に入射する。そして、画像装置３７６に入射した光束は、拡散角が制御された光束として観視者へ至る。この時、アパーチャ３７３の径を変えることより、簡便に光束１１２の照射領域１１２ａを制御することが可能であり、観視者１００の片方の目に光束を入射することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
さらに、像形成部１６０は、上記の各種光学素子を複数組み合わせて構成することができる。  
すなわち、図９（ｉ）〜（ｌ）に例示したように、平板ミラー１６２ａ、凹面ミラー１６３ａ、プリズム１６４ａ、拡散スクリーン１６５ａと、平板ミラー１６２ａを組み合わせた構造を使用できる。  
また、図９（ｍ）〜（ｐ）に例示したように、平板ミラー１６２ａ、凹面ミラー１６３ａ、プリズム１６４ａ、拡散スクリーン１６５ａと、凹面ミラー１６３ａを組み合わせた構造も使用できる。  
また、図９（ｑ）〜（t）に例示したように、半透過性の平板ミラー１６２ｂ、凹面ミラー１６３ｂ、プリズム１６４ｃ、及び、光透過板１６６ｂと高反射層１６７との積層光学体１６８と、凹面ミラー１６３ａを組み合わせた構造も使用できる。  
さらに、光学素子としては、多面ミラー、ペンタゴナルプリズム、ペンタゴナルミラー、多角形プリズム、多角形ミラー等の各種の光路を曲げる手段を用いることができる。また、微小な平板ミラーを複数配置して構成した凹面状のミラー等でも良い。  
また、これらの光学素子と、例えば、非球面フレネルレンズ等の集光光学素子を組み合わせたものを像形成部１６０としても良い。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（第５の実施の形態）  
次に第５の実施の形態について説明する。  
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。  
図１２に表したように、第５の実施形態の表示装置２５は、図１１に例示した表示装置２４において、光束生成部１１０としてバックライトを有するＬＣＤ４０４を用いたものである。そして、その前面には、発散角制御部１７０として、レンチキュラー板４０１が配置されている。  
図１２に例示した表示装置２５においては、レンチキュラー板４０１の光学特性により、光束１１２の発散角が制御可能であり、観視者１００の位置で光束１１２の照射領域１１２ａを、直径６ｃｍの略円形とすることができる。これにより、観視者１００の片目に光束１１２が入射され、片目に映像を呈示することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
（第１１の実施の形態）  
次に第１１の実施の形態について説明する。  
図１８は、本発明の第１１の実施形態に係る表示装置の構成を例示する模式図である。
図１８に表したように、第１１の実施形態の表示装置３１は、図１２に例示した表示装置２５と同様に、バックライトを有するＬＣＤ４０４とその前面に配置されたレンチキュラー板４０１を用い、また、像形成部１６０には、拡散スクリーン１６５ａを用いている。拡散スクリーン１６５ａの拡散性（発散角）は制御されており、観視者１００の片目１０５に像を呈示できるようにされ、また、最近接光学素子である拡散スクリーン１６５ａと観視者１００の観視する片目１０５との距離Ｌは６０ｃｍに設定されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また、このように観視者１００の目の位置に自動的に追従して光束１１２の位置を変える本実施形態の表示装置４０は、例えばＨＵＤへの応用が可能であり、奥行き感が増強されて知覚できる表示を安定して提供でき、車両等のより安全な運行を支援することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
そして、観視者１００の観視する片目に最も近い光学素子（最近接光学素子）を、観視する片目から２１．７ｃｍ以上離して設置して、像を形成する（ステップＳ２３０）。  
これにより、奥行き感が増強されて知覚できる表示を簡便に実現し、高臨場感の表示が可能となる。