(57)【要約】【課題】外界と映像光による画像とを見比べることで、現実の視界に見える世界に映像光を重畳させる拡張現実感（ＡＲ）を可能とする態様において、観察者の疲労を低減できる透過型表示装置を提供すること。【解決手段】左右一対で設けられる第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂにおいて、映像光ＧＬと外界光ＨＬとを重複してそれぞれ視認させるものとなっている。この際に、視差設定部として機能する枠部により左右の映像光ＧＬの主光線ＰＲａ，ＰＲｂを内側に傾けて角度（角θの値）の視差を設け、映像光ＧＬを見る場合における観察者の輻輳角を適切な状態としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対で設けられて映像光をそれぞれ導光するとともに、映像光と外界光とを重複してそれぞれ視認させる表示装置と、
前記表示装置からそれぞれ射出される映像光の主光線を傾けて所定角度以上の視差に設定する視差設定部と
を備える透過型表示装置。
【請求項２】
前記視差設定部は、前記視差を０．２°〜７．４°の範囲内の所定角度に設定する、請求項１に記載の透過型表示装置。
【請求項３】
前記視差設定部は、前記視差を０．２°〜２．０°の範囲内の所定角度に設定する、請求項１に記載の透過型表示装置。
【請求項４】
前記視差設定部は、前記視差を１．０°〜５．０°の範囲内の所定角度に設定する、請求項１に記載の透過型表示装置。
【請求項５】
左右一対の前記表示装置は、映像光により視認される画像の眼想定位置に対する想定表示位置を、前記視差設定部において設定される視差に対応して設定している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【請求項６】
左右一対の前記表示装置は、映像光により視認される画像の想定表示位置を眼想定位置から略４ｍにする焦点距離に設定しており、
前記視差設定部は、前記表示装置を位置決め固定することにより、前記想定表示位置に対応する所定角度に前記視差を設定している、請求項１に記載の透過型表示装置。
【請求項７】
左右一対の前記表示装置は、前記視差設定部による前記視差に対応する表示距離の位置に対して前記視差の±１．０°以内の角度差に対応する範囲で左右の画像をずらす補正をする画像補正機構を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【請求項８】
左右一対の前記表示装置は、焦点距離を調整する焦点距離調整部をさらに備え、
前記視差設定部は、左右一対の前記表示装置の姿勢を変えて前記視差を調整する角度可変部を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【請求項９】
前記視差設定部は、変形可能な可動素子により前記表示装置の姿勢を変化させる、請求項８に記載の透過型表示装置。
【請求項１０】
前記視差設定部は、前記表示装置を左右一対で位置決め固定する枠部である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【請求項１１】
前記視差設定部は、左右一対の前記表示装置の間を連結する架設部に設けられる角度調整部材である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【請求項１２】
左右一対の前記表示装置を跳ね上げて眼前位置から退避可能にする跳上げ機構をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示素子等によって形成された映像を観察者に提示するヘッドマウントディスプレイ等の透過型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも言う）等の透過型表示装置は、現実の視界に見える世界に映像光を重畳させる拡張現実感（以下、ＡＲあるいは単に拡張現実とも言う）への展開が期待されている。例えば、映像画像の位置が実世界の位置と一致するように、カメラのフォーカス機構を使用してユーザの興味のある対象までの距離を決定し、次いで、カメラと観察者の眼の位置との差に関する修正を加えるために、眼前に設けた表示装置に示された画像に適切な量の画像シフトを行うものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、シースルー型のＨＭＤは大きく分けて片眼に映像光を投影する単眼タイプと、両眼に映像光を投影する両眼タイプに分けられるが、単眼タイプでは投影される映像光から人間が距離を推測するため、距離感を感じることが難しい場合があると考えられる。これに対して、両眼タイプのＨＭＤでは、左右の眼に合わせた映像光（視差をつけた映像）を表示することにより、映像光の距離をより正確に感じ取れることからよりリアルなＡＲの世界をＨＭＤの装着者（観察者）に体験させることが可能となる。例えば、作業現場などでの支援を目的として、ＡＲに対応するＨＭＤの開発が近年進んでいる。
【０００４】
しかしながら、両眼視の際に左右で異なる画像を映すことで生じさせた視差を利用してＡＲに対応した視認を行う場合、いわゆる輻輳と眼のピント調整（以下、調節とも言う）の矛盾の問題が生じる。両眼視の場合、映像光の距離感を把握するのに重要な役割を持つのが表示対象と左右の眼のなす角である輻輳角である。一般に、実際の物体を眼の近くに置いて視認させれば輻輳角は大きくなり、逆に遠くに置いて視認させれば輻輳角は小さくなる。このことを利用して例えば、ソフトウェア的な補正処理で画像シフトする等により左右でずれのある画像を形成して視差を作り出し、観察者の眼の輻輳角を変化させることで、疑似的な立体視が可能になる。このように輻輳角を変化させる場合において、上記画像の補正処理だけを行い、焦点距離を変化させるといった光学的な処理をせずに映像距離すなわち映像光の表示位置を変化させないままとすれば、調節は一定のままであり、輻輳角と調節とが合致しない状態となる。このため、特に画像をシフトする量が大きいと輻輳角と調節の矛盾の問題が大きくなり、観察者の疲労が著しくなることが懸念される。特に、作業現場などでＡＲに対応させる場合には、大きな問題となり得ると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５３７７８４号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、外界と映像光による画像とを見比べることで、現実の視界に見える世界に映像光を重畳させる拡張現実感（ＡＲ）を可能とする態様において、観察者の疲労を低減できる透過型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係る透過型表示装置は、左右一対で設けられて映像光をそれぞれ導光するとともに、映像光と外界光とを重複してそれぞれ視認させる表示装置と、表示装置からそれぞれ射出される映像光の主光線を傾けて所定角度以上の視差に設定する視差設定部とを備える。
【０００８】
上記透過型表示装置では、左右一対の表示装置において映像光と外界光とを重複してそれぞれ視認させるに際して、視差設定部により左右の映像光に所定角度以上の視差を設けることでＡＲ対応を可能とさせつつ、映像光を見る場合における観察者の輻輳角を適切な状態とすることで、外界と映像光による画像とを見比べる使用態様において観察者の疲労を低減できる。
【０００９】
本発明の具体的な側面では、視差設定部は、視差を０．２°〜７．４°の範囲内の所定角度に設定する。この場合、使用用途等に応じて上記範囲内で視差をつける角度設定をすることで、観察者の輻輳角、すなわち観察者に映像光についてどの程度の距離感をもたせるかを設定することができ、外界と映像光による画像とについてのＡＲ対応を可能にするにあたって、映像光の視認の状態を使用用途に適したものにできる。
【００１０】
本発明の別の側面では、視差設定部は、視差を０．２°〜２．０°の範囲内の所定角度に設定する。この場合、距離感として画像が比較的遠くにあると感じさせる場合から比較的近くにあると感じさせる場合までの広い範囲について視差を設定することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、視差設定部は、視差を１．０°〜５．０°の範囲内の所定角度に設定する。この場合、ある程度の距離感で画像を眺めると感じさせる場合から手元に見えるという距離感で画像を眺めると感じさせる場合までの範囲について視差を設定することができ、多種多様である作業現場での使用のうちの多くの場合において、適切な距離感でＡＲの世界を観察者に体験させることが可能となる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、左右一対の表示装置は、映像光により視認される画像の眼想定位置に対する想定表示位置を、視差設定部において設定される視差に対応して設定している。この場合、設定される視差の度合いに応じて、映像光の想定表示位置を合わせることで、映像光を見た場合の輻輳角と調節の矛盾を低減できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、左右一対の表示装置は、映像光により視認される画像の想定表示位置を眼想定位置から略４ｍにする焦点距離に設定しており、視差設定部は、表示装置を位置決め固定することにより、想定表示位置に対応する所定角度に視差を設定している。この場合、多くの作業現場での使用において共通して必要となる距離感の画像を形成しやすくなる。また、焦点距離を固定化することで装置の小型化や軽量化を図ることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、左右一対の表示装置は、視差設定部による視差に対応する表示距離の位置に対して視差の±１．０°以内の角度差に対応する範囲で左右の画像をずらす補正をする画像補正機構を有する。この場合、画像補正により観察者に与える距離感を変化させる、すなわち画像の奥行きに関する調整が可能となり、ＡＲ対応をより柔軟なものにできる。また、この際、角度差が設定された視差から大きくなり過ぎない範囲で画像補正をすることで、輻輳角と調節の矛盾による疲労を抑えることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、左右一対の表示装置は、焦点距離を調整する焦点距離調整部をさらに備え、視差設定部は、左右一対の表示装置の姿勢を変えて視差を調整する角度可変部を有する。この場合、焦点距離調整部により焦点距離を調整するとともに、角度可変部による角度変化で視差を調整することで、視差の変更に合わせて、映像光により視認される画像の想定表示位置を変更することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、視差設定部は、変形可能な可動素子により前記表示装置の姿勢を変化させる。この場合、可動素子により左右一対の表示装置の姿勢を変えて視差を調整できる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、視差設定部は、表示装置を左右一対で位置決め固定する枠部である。この場合、枠部によって表示装置を位置決め固定することで、確実に視差を所定角度に設定できる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、視差設定部は、左右一対の表示装置の間を連結する架設部に設けられる角度調整部材である。この場合、例えば枠部を有しない構成の透過型表示装置においても確実に視差を所定角度に設定できる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、左右一対の表示装置を跳ね上げて眼前位置から退避可能にする跳上げ機構をさらに備える。この場合、作業中に必要に応じて映像光を眺めるという使用態様において、利便性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る透過型表示装置の一例の外観を簡単に説明する斜視図である。
【図２】透過型表示装置を構成する本体部分の平面視の断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、輻輳角と物体の距離との関係について説明するための図であり、（Ｃ）は、輻輳角と虚像の表示距離との関係について説明するための図である。
【図４】輻輳角と表示距離との関係について説明するためのグラフである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、表示距離と物体の距離との関係について説明するための図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態に係る透過型表示装置における制御について説明するための図である。
【図７】第３実施形態に係る透過型表示装置を構成する本体部分の平面視の断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、透過型表示装置の一変形例について説明するための図である。
【図９】透過型表示装置の他の一例の外観を簡単に説明する斜視図である。
【図１０】（Ａ）は、図９に示す透過型表示装置の側面図の一例であり、（Ｂ）は、図９に示す透過型表示装置の側面図の他の一例である。
【図１１】透過型表示装置のさらに他の一例について概念的に示す図である。
【図１２】（Ａ）は、透過型表示装置の別の一例について概念的に示す図であり、（Ｂ）は、透過型表示装置のさらに別の一例について概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る透過型表示装置について詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本実施形態の透過型表示装置１００は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、この透過型表示装置１００を装着した観察者又は使用者に対して虚像による画像光（映像光）を視認させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで視認又は観察させることができる透過型表示装置である。透過型表示装置１００は、観察者の眼前を透視可能に覆う第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂと、両光学部材１０１ａ，１０１ｂを支持する枠部１０２と、枠部１０２の左右両端から後方のつる部分（テンプル）１０４にかけての部分に付加された第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂとを備える。ここで、図面上で左側の第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとを組み合わせた第１表示装置１００Ａは、右眼用の虚像を形成する部分である。また、図面上で右側の第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとを組み合わせた第２表示装置１００Ｂは、左眼用の虚像を形成する部分である。なお、透過型表示装置１００における本体部分の平面視の断面図である図２を、図１と比較することで、例えば第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂは、鏡筒部に収納される投射レンズ３０や、映像素子等を含む画像表示装置８０でそれぞれ構成されることが分かる。すなわち、図２に示す投射レンズ３０や画像表示装置８０等が図１に示す第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂの内部にそれぞれ収納されている。
【００２３】
ここで、枠部１０２を構成するフレーム１０７は、アルミダイカストその他の各種金属材料で形成された金属製の一体部品である。フレーム１０７の右側方には、第１導光装置２０ａ（又は単に導光装置２０ともする。）と第１像形成本体部１０５ａとがアライメントされ例えばネジ止めによって直接固定されることにより、支持されている。また、フレーム１０７の左側方には、第２導光装置２０ｂ（又は単に導光装置２０ともする。）と第２像形成本体部１０５ｂとがアライメントされ例えばネジ止めにより直接固定されることによって、支持されている。すなわち、枠部１０２は、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂを位置決め固定する固定部材（支持部材）である。なお、第１導光装置２０ａと第１像形成本体部１０５ａとは、嵌合によって互いにアライメントされ、第２導光装置２０ｂと第２像形成本体部１０５ｂとは、嵌合によって互いにアライメントされる。ここで、枠部１０２は、中央部分ＣＰにおいて、観察者の額に沿った形状となるように左右対称にやや折れ曲がって角度が付いた折曲部ＢＥを有している。この折曲部ＢＥの曲がり具合を調整することにより、枠部１０２に左右一対で組付けらえる第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂは、ある程度の角度が付いた状態で観察者の眼前に配置されるものとなっている。詳しくは図２を参照して後述するが、枠部１０２は、以上のような構成であることで、視差に設定する視差設定部ＰＳとして機能する。
【００２４】
図２に示すように、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂは、投影用の光学系である投射透視装置７０と、映像光を形成する画像表示装置８０とをそれぞれ備えるものと見ることができる。投射透視装置７０は、画像表示装置８０によって形成された画像を虚像として観察者の眼に投射する役割を有する。以下、第１表示装置１００Ａの構造と第２表示装置１００Ｂの構造とは同等であるので、第１表示装置１００Ａについて説明し、第２表示装置１００Ｂについては説明を省略する。第１表示装置１００Ａにおいて、投射透視装置７０は、第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０と、結像用の投射レンズ３０とを備える。第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０は、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。なお、第１像形成本体部１０５ａは、画像表示装置８０と投射レンズ３０とで構成される。
【００２５】
画像表示装置８０は、例えばＯＬＥＤ（有機ＥＬ）を光源として含む自発光型の照明により構成されるものや、バックライト及び液晶パネルで構成されるものであり、マトリクス状の画素で基準となるパネル面を形成し、当該パネル面から映像光を射出する。
【００２６】
投射レンズ３０は、例えば複数の光学レンズで構成され、画像表示装置８０からの映像光を導光装置２０に向けて射出する投射光学系であり、各光学レンズは、鏡筒部に収納されている。なお、投射レンズ３０を構成する光学レンズには、非軸対称な曲面（自由曲面）が含まれるものとしてもよい。
【００２７】
導光装置２０は、既述のように、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。導光部材１０及び光透過部材５０の本体部分は、例えばシクロオレフィンポリマー等の可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば金型内に熱可塑性樹脂を注入・固化させることによりそれぞれ成形される。なお、導光部材１０は、プリズム型の導光装置２０の一部である。光透過部材５０は、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）であり、導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっている。なお、導光装置２０の光源側（根元側）が、投射レンズ３０を収納する鏡筒部に嵌合することで、投射レンズ３０に精度よく位置決め固定されている。
【００２８】
以下、導光装置２０の構造等について光学的機能の観点から詳細に説明する。導光装置２０のうち、導光部材１０は、平面視において、鼻に近い中央側（眼前側）の部分が直線状に延びている。導光部材１０のうち、鼻に近い中央側つまり光射出側に配置されている部分は、光学的な機能を有する側面として、第１面Ｓ１１と、第２面Ｓ１２と、第３面Ｓ１３とを有し、鼻から離れた周辺側つまり光入射側に配置されている部分は、光学的な機能を有する側面として、第４面Ｓ１４と、第５面Ｓ１５とを有する。このうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが連続的に隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが連続的に隣接する。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置され、第４面Ｓ１４と第５面Ｓ１５とは大きな角度を成して隣接している。さらに、ここでは、対向した配置となっている第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とが互いに略平行な平面形状となっている。一方、光学的な機能を有する他の面、すなわち第２面Ｓ１２、第４面Ｓ１４及び第５面Ｓ１５は、非軸対称な曲面（自由曲面）となっている。
【００２９】
ここで、導光装置２０を構成する上記各面のうち、第２面Ｓ１２には、ハーフミラー層が付随している。このハーフミラー層は、例えば金属膜や誘電体多層膜で形成される光透過性を有する反射膜（すなわち半透過反射膜）であり、映像光に対する反射率が、シースルーによる外界光の観察を容易にする観点で調整されている。また、第５面Ｓ１５は、無機材料等で形成される光反射膜ＲＭを成膜することで形成され、ミラー反射面として機能する。
【００３０】
さらに、導光装置２０において、導光部材１０は、光透過部材５０と接着層を介して貼り合されることで接合されてこの接合箇所に第２面Ｓ１２に付随するハーフミラー層が形成されている。
【００３１】
光透過部材５０は、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する。ここで、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に第２透過面Ｓ５２が配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光部材１０の第１面Ｓ１１を延長した面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、当該第２面Ｓ１２に対して接着層によって接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光部材１０の第３面Ｓ１３を延長した面上にある。このうち第２透過面Ｓ５２と導光部材１０の第２面Ｓ１２とは、接合によって一体化されるため、略同じ曲率の形状を有する。
【００３２】
以下、映像光等の光路の一例について説明する。画像表示装置８０から射出された映像光ＧＬは、投射レンズ３０を通過して収束されつつ、導光装置２０の導光部材１０に設けた第４面Ｓ１４に入射する。第４面Ｓ１４を通過した映像光ＧＬは、収束しつつ進み、第５面Ｓ１５で反射され、第４面Ｓ１４に内側から再度入射して反射される。第４面Ｓ１４で反射された映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３に入射して全反射され、第１面Ｓ１１に入射して全反射される。ここで、映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３を経由する前後において、導光部材１０中に中間像を形成する。この中間像の像面は、画像表示装置８０のパネル面に対応するものである。第１面Ｓ１１で全反射された映像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射するが、特に第２面Ｓ１２に設けたハーフミラー層に入射した映像光ＧＬは、このハーフミラー層を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。第１面Ｓ１１を通過した映像光ＧＬは、観察者の眼の瞳又はその等価位置に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての映像光ＧＬにより、画像表示装置８０のパネル面上に形成された画像を観察することになる。
【００３３】
一方、外界光ＨＬについては、第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面となっており、かつ、第３面Ｓ１３を延長した第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１を延長した第１透過面Ｓ５１とが存在することで、収差等をほとんど生じることなく、歪みのない外界像を観察者に観察させる。以上のようにして、導光装置２０は、映像光と外界光とを重畳させるシースルータイプの光学系を構成するものとなっている。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、導光部材１０の内部において、画像表示装置８０からの映像光を、少なくとも２回の全反射を含む第１面Ｓ１１から第５面Ｓ１５までにおける５回の反射によって導光している。これにより、映像光ＧＬの表示と外界光ＨＬの視認させるシースルーとを両立させ、かつ、映像光ＧＬの収差の補正を行うことが可能になる。
【００３５】
ここで、既述のように、導光装置２０（第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂ）を含む第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂは、枠部１０２（図１参照）に組付け固定され左右対称な一対構成となる。この際、図２に示すように、映像光ＧＬを眼ＥＹの想定位置（以下、眼想定位置ＥＹともする）に導く導光装置２０（第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂ）が、映像光ＧＬの左右の主光線ＰＲａ，ＰＲｂを例えば１．０°〜５．０°の範囲内の角度で交差するように内側に傾けて配置した状態で固定される、すなわち左右の視差を定める主光線ＰＲａ，ＰＲｂのなす角である視差角θの値を１．０°〜５．０°の範囲内に設定して第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂが固定される。このため、図示のように、導光装置２０である第１光学部材１０１ａの組み付け基準方向ＡＳａと、第２光学部材１０１ｂの組み付け基準方向ＡＳｂとが中央部分ＣＰにおいて角度がついて交差するものとなっておりこの交差角度すなわち折り曲がり具合が視差設定部ＰＳとしての枠部１０２において調整されている（設定されている）ことで、角θの値が１．０°〜５．０°の範囲内のいずれかの値に設定されるものとなる。言い換えると、枠部１０２は、中央部分ＣＰの曲がり具合によって、左右一対の第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂからそれぞれ射出される映像光の主光線ＰＲａ，ＰＲｂを傾けて所定角度以上の視差角θを生じさせることで視差を設定する視差設定部ＰＳとして機能する。以上の構成において、観察者は、主光線ＰＲａ，ＰＲｂの方向に沿って視線を向けて観察するのが通常となる。つまり、観察者の左右の視線がなす角である輻輳角は、通常の映像であれば角θの値で定まり、輻輳角が定まることで、観察者の距離感が決まる。この映像についての距離感が現実の視界に見える世界での実物体の距離感と一致することで、拡張現実感（ＡＲ）における視認性を向上させることが期待できる。  
【００３６】
また、各表示装置１００Ａ，１００Ｂにおいて、映像光ＧＬの光路、すなわち焦点距離や視認される虚像の画像表示位置を定める投射透視装置７０（導光装置２０及び投射レンズ３０）は、上記視差を示す角θの値に応じてこれに合わせた焦点距離や虚像の画像表示位置となるように映像光ＧＬを導光している。言い換えると、左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂは、映像光ＧＬにより視認される画像の眼想定位置ＥＹに対する想定表示位置を、上記視差に対応するように設定している。
【００３７】
以下、図３を参照して、輻輳角と物体の距離との関係について、図３（Ａ）と３（Ｂ）とを比較して説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、相対的に両眼ＥＹａ，ＥＹｂの近く（距離ｄ１）に物体ＯＢを置いて視認させると、両眼ＥＹａ，ＥＹｂは内側に寄るため、左右の眼ＥＹａ，ＥＹｂの視線がなす角である輻輳角αの値は大きくなる。逆に、図３（Ｂ）に示すように、相対的に両眼ＥＹａ，ＥＹｂから遠く（距離ｄ２；ｄ２＞ｄ１）に物体ＯＢを置いて視認させると、輻輳角αの値は小さくなる。
【００３８】
ここで、本実施形態のように両眼視で画像を視認させる場合、映像光の距離感を把握するのに映像光ＧＬの射出状態すなわち投射レンズ３０等の光学設計上定まる焦点距離等に基づく画像想定位置のほか、表示対象と左右の眼のなす角である輻輳角が重要な役割を持つものとなる。すなわち、観察者は、表示される画像に左右の視差による影響で輻輳角αが定まり、輻輳角αが大きくなれば画像が近くにあると感じ、輻輳角αが小さくなれば画像が遠くにあると感じることになる。例えば、図３（Ｃ）に示すように、観察者の瞳孔間距離ＰＤ（右眼と左眼の間の距離）を６５ｍｍと想定すると、画像の中心の１点すなわち主光線の方向の先にある１点として視認される虚像の中心点ＣＥに関する輻輳角αと映像光による虚像の想定位置から眼ＥＹａ，ＥＹｂの位置（眼想定位置ＥＹ）までの距離である表示距離ｄとの関係は、図４に示すようなグラフで表される。すなわち、図４において、横軸は、表示距離ｄ（ｍ）を示し、縦軸は輻輳角α（°）を示す。この場合、例えば、輻輳角αの値が１．０°であれば、表示距離ｄは、略４ｍ（又は約４ｍ）となり、輻輳角αの値が５．０°であれば、表示距離ｄは、数十ｃｍ程度となる。
【００３９】
観察者の距離感を定める輻輳角αは、上記のように、透過型表示装置１００において設定される視差すなわち主光線ＰＲａ，ＰＲｂのなす角θによって定まる。より具体的には、角θの値を１．０°〜５．０°の範囲内のいずれかの値に設定することで、例えば図５（Ａ）に示す一使用態様のように、観察者ＰＥが手元に実物体ＭＡを持った状態で、透過型表示装置１００からの映像光により想定表示位置にあるものとして視認される画像である虚像ＩＭを実物体ＭＡとほぼ同じ位置で時折見ながら作業をするといった場合から、図５（Ｂ）に示す他の一使用態様のように、手元の実物体ＭＡからある程度の距離感で虚像ＩＭを時折見ながら作業をするといった場合までのように、種々の態様に合わせた表示が可能となる。つまり、多種多様である作業現場での使用態様のうちの多くの場合において、上記範囲のいずれかに視差すなわち角θの値を使用態様に合わせて適宜設定することで、適切な距離感の拡張現実感（ＡＲ）の世界を観察者に体験させることが可能となる。
【００４０】
以上のような作業のための使用態様の場合と異なり、例えば、映画鑑賞といった比較的遠くにある画像を眺める状態の映像光を視認させることを想定した場合、例えば図５（Ｂ）に示す状態からさらに表示距離を遠くにするような使用態様（例えばｄ＝２５ｍ程度とする。この場合、視差を示す角θの値は、例えば０．１５°程度となる）とすることが考えられる。このような態様の場合、リラックスした状態で映像を眺めるという使用には適する反面、上記の場合のように、手元に実物体ＭＡを置きつつ作業をするような使用態様に用いると、画像を見るためには手元にある実物体ＭＡから目を離してかなり遠くに見える虚像ＩＭを眺めなくてはならないことになり、観察者の眼は、輻輳角の角度変更とピントの調整との双方を激しく行う必要が生じ、これを繰り返すと疲れが生じる可能性があると考えられる。また、虚像ＩＭが遠すぎる場合、実物体ＭＡと虚像ＩＭとのうち一方に視点を合わせると他方には合わせられなくなるため、現実の視界に見える世界に映像光を重畳させる拡張現実（ＡＲ）への対応は難しいことになる。これに対して、本実施形態では、上記のように左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂを傾けて配置した光学的構造を有することにより左右の映像光について主光線を傾けて左右の画像に視差を設けている。これにより、視差の設定角度に応じて、例えば図５（Ａ）等に示すように虚像ＩＭを観察者の手元にある実物体ＭＡとほぼ同じ位置とすることが可能となり、さらには、同じ位置に重なるように視認させることも可能となり、拡張現実（ＡＲ）への対応ができる。また、この場合において、視差に応じて主光線ＰＲａ，ＰＲｂを傾けていることで観察者の眼の輻輳角の状態が無理なく自然に目的とする表示位置に合うものとなる。さらに、左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂにおいて、焦点距離を調整し、視認される虚像ＩＭの画像表示位置を、視差を示す角θの値に対応する表示距離ｄに合わせていることで、輻輳角と調節とが合致していないいわゆる輻輳角と調節の矛盾の問題も回避又は抑制される。
【００４１】
以上の説明において、視差設定部ＰＳとしての枠部１０２で定まる視差である角θの値（主光線ＰＲａ，ＰＲｂのなす角θ）を、１．０°〜５．０°の範囲内のいずれかの値に設定するものとしているが、角θの値として可能な範囲については、種々考えられ、例えば視差を０．２°〜７．４°の範囲内の所定角度に設定するものとしてもよい。この範囲の場合、図４のグラフを参照して分かるように、表示距離ｄの値を２０ｍ程度から０．５ｍ程度の広範囲の間で規定することができ、使用用途等に応じて映像光の視認の状態を適したものにできる。また、視差を０．２°〜２．０°の範囲内の所定角度に設定するものとしてもよい。この場合、距離感として画像が比較的遠くにあると感じさせる場合から比較的近くにあると感じさせる場合までの広い範囲について視差設定することができるものとなる。
【００４２】
一方、別の観点として、視差を示す角θの値について１つに定める具体的一例として、左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂを構成する光学系（投射レンズ３０等）において映像光により視認される画像の想定表示位置（虚像ＩＭの位置）を、眼想定位置ＥＹから例えば略４ｍにする焦点距離に設定し（すなわち一例として表示距離ｄ＝４ｍに設定し）、その表示距離ｄ＝４ｍに対応する輻輳角となるように角θの値を設定することが考えられる。この場合、既述のように、図４のグラフから、角θの値は、約１°となる。この場合、多くの作業現場での使用において共通して必要となる距離感の画像を形成しやすくなる。また、以上のように角θの値を一に固定した場合、視差設定部ＰＳとしての枠部１０２について決まった曲がり具合のものを１つ用意すればよいことになる。あるいは、左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂの組み付け箇所について、一の固定箇所を設けるだけでよく、例えば複数の固定箇所を設けることでいくつかの角θの値に設定するようにする、といった必要がなくなる。また、投射レンズ３０等の光学系においても、例えば焦点距離を変更するためにフォーカス機能をもたせる、といった必要がなく固定的なレンズの組み合わせで構成するものとすればよい。したがって、装置の簡素化が可能となり、例えば小型化や軽量化を図ることができることになる。
【００４３】
以上のように本実施形態に係る透過型表示装置１００は、左右一対で設けられる第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂにおいて、映像光ＧＬと外界光ＨＬとを重複してそれぞれ視認させるものとなっている。この際に、視差設定部ＰＳとして機能する枠部１０２により左右の映像光ＧＬの主光線ＰＲａ，ＰＲｂを内側に傾けて角度（角θの値）の視差を設けている。以上により、透過型表示装置１００は、現実の視界に見える世界に映像光を重畳させる拡張現実（ＡＲ）への対応を可能とさせつつ、映像光ＧＬを見る場合における観察者の輻輳角を適切な状態とすることができる。さらに、この場合において、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂの光学系により形成される画像の焦点距離を調整して想定表示位置の距離を、角θで示す視差において感じられる距離に対応させることで、映像光ＧＬを見た場合の輻輳角と調節の矛盾を低減できる。以上により、外界光ＨＬによる外界（実物体ＭＡ）と映像光ＧＬによる画像（虚像ＩＭ）とを見比べる使用態様において観察者の疲労を低減できる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る透過型表示装置について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の透過型表示装置の変形例であり、画像表示装置８０の内部における画像制御以外については、第１実施形態の場合と同様であるので、全体の図示や説明を省略する。
【００４５】
図６は、本実施形態に係る透過型表示装置における画像表示装置８０の内部における画像制御について説明するための図であり、図６（Ａ）は、本実施形態の透過型表示装置の内部構造の一部について説明するための図である。図６（Ａ）に示すように、本実施形態の透過型表示装置は、左右一対の第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂ（図１等参照）にそれぞれ設置される画像表示装置８０である画像表示装置８０ａ，８０ｂと、画像制御を行うとともに画像表示装置８０ａ，８０ｂに画像信号を送信する画像処理に関する制御部である画像制御部９０とを有している。ここでは、画像制御部９０は、左右の画像をずらす補正をする画像補正機構として機能するものである。なお、画像制御部９０は、例えば透過型表示装置の各種動作を行わせるためのユーザインターフェース（図示略）内部に搭載される制御回路で構成される。
【００４６】
以下、画像制御部９０による画像補正の一例について説明する。図６（Ｂ）は、画像制御部９０での画像補正に従って各画像表示装置８０ａ，８０ｂのパネル面で形成されたパネル像に基づいて左右の眼に視認される虚像ＩＭの状態について、概念的に示すものである。ここでは、右半分が右眼に視認されるものを示し、左半分が左眼に視認されるものを示されるものとする。ここでは、画像制御部９０での制御により、点線で示される左右の画像表示可能範囲ＭＭａ，ＭＭｂのうち、破線で示す原始表示領域Ｐａ，Ｐｂが、画像制御部９０での補正がなければ視認されるものであるとする。これに対して、画像制御部９０は、原始表示領域Ｐａ，Ｐｂを実線で示す補正表示領域Ａａ，Ａｂに画像シフトさせる補正を行うものとする。図示の場合、画像全体が本来の位置よりも内側にシフトすることになり、これにより、観察者は、本来の輻輳角よりも大きな輻輳角で画像を視認するものとなる。言い換えると、上記の場合、画像補正によって、輻輳角αを、視差設定部ＰＳにより設定された視差角θからずれた状態にして視認させている。
【００４７】
両眼視の透過型表示装置において、画像光の主光線を内側に傾けて視差を設けた上で、本実施形態のように、画像制御部９０による画像補正をさらに可能とすることによって、疑似的に視差（角θの値）を変化させたかのように見せることで、輻輳角を変化させることができる。例えばＡＲに対応させるために、設定された視差から多少視差を変化させたいといった場合に、このような画像補正により調整を行うことができる。ただし、以上の場合、画像シフトのために、画像表示可能範囲ＭＭａ，ＭＭｂにある程度のマージンが必要となる。すなわち、使用されない領域が必要となる。また、画像シフトの量が大きくなると、輻輳と調節の矛盾の問題が生じる。このため、画像制御部９０による上記画像補正の補正量は、視差（角θの値）から±１．０°以内の角度差に対応する範囲内での補正とすることが望ましい。なお、＋１．０°あるいは−１．０°に相当する画素数は、画像表示装置８０ａ，８０ｂに用いるパネルの解像度にもよるが、例えば数十画素程度に相当する。画像シフトをこの範囲内とすることで、画像補正により観察者に与える距離感を変化させる、すなわち画像の奥行きに関する調整が可能となり、ＡＲ対応をより柔軟なものにできる。また、この際、角度差が設定された視差から大きくなり過ぎない範囲で画像補正をすることで、輻輳角と調節の矛盾による疲労を抑えることができる。
【００４８】
また、第１実施形態において、角θの値の範囲に関して一例として、角θの値が１．０°〜５．０°の範囲内のいずれかの値に設定されるものとしているが、上記補正処理を考慮すれば、０．０°〜６．０°の範囲で輻輳角の調整が可能となる。この場合、人間の視力から判断して、必要な作業範囲をほぼカバーできるものとなる。また、視差を示す角θの値について１つに定める具体的一例として、表示距離ｄについてｄ＝４ｍに設定し、対応する角θの値が約１°となるものを示したが、この場合において、±１．０°以内の角度差に対応する範囲内での補正をすれば、０．０°〜２．０°の範囲で輻輳角の調整が可能となる。この場合、図４を参照して明らかなように、遠方から比較的近くにあると感じさせる場合までの広い範囲について調整が可能となる。すなわち、光学的構成を複雑なものとすることなくわずかな画像シフトの補正機能を設けるだけでＡＲ対応に適した透過型表示装置を実現できる。
【００４９】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る透過型表示装置について説明する。本実施形態に係る透過型表示装置は、上記各実施形態の透過型表示装置の変形例であり、左右一対の表示装置の姿勢を変えるための角度可変部と、投射レンズのフォーカスを行うフォーカス機構とを備えるものとなっている点において、上記各実施形態の場合と異なっている。なお、本実施形態は、角度可変部及びフォーカス機構以外の構造については、第１実施形態等の場合と同様であるので、全体の図示や説明を省略する。
【００５０】
図７は、本実施形態に係る透過型表示装置における本体部分の平面視の断面図であり、図２に対応する図である。本実施形態では、まず、図示のように、視差を設定する視差設定部（例えば図１の枠部１０２参照）において、角度可変部を有することにより、導光装置２０である第１光学部材１０１ａの組み付け基準方向ＡＳａと、第２光学部材１０１ｂの組み付け基準方向ＡＳｂとの交差角度が調整可能となっている。すなわち、第１光学部材１０１ａに対する第２光学部材１０１ｂの角度を変更できる。これにより、図示のように、左右の視差を定める主光線ＰＲａ，ＰＲｂのなす角θの値を変更できる。なお、角度変更においては、各光学部材１０１ａ，１０１ｂ（導光装置２０）のみならず、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂを一体的に動かすものとする。この角度可変部については、種々の構成が考えられるが、例えば、左右一対の構成で、左右対称に第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂの姿勢を変化させるピエゾ素子やマイクロアジャスター等を適用して精密に動作させることが考えられる。また、視差設定部である枠部１０２（図１参照）の中央部分ＣＰに連続的、あるいは段階的に角度を変更でき、かつ所望の角度で固定できるストッパー付の蝶番（例えば図１１に示す蝶番ＨＮと同様の位置に配置）のようなものを精密に動作させる角度調整部材として設けることも考えられる。第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂの姿勢を所望な状態に変化させるに際しては、典型的には、上記のピエゾ素子や蝶番といった変形可能な可動素子を角度可変部に利用することが考えられ、変形可能な可動素子で、かつ、精密に制御できるものであれば、上記以外のものを角度可変部として適用してもよい。
【００５１】
以上に加え、本実施形態では、左右一対の投射レンズ３０をそれぞれ構成する光学レンズ（図示略）がフォーカスレンズ群を構成するものとし、これを左右一対のアクチュエータＡＣａ，ＡＣｂで光軸方向について動かすものとする、すなわち投射レンズ３０がフォーカス機構を有するものとなっている。つまり、フォーカス機構が焦点距離を調整する焦点距離調整部として機能する。投射レンズ３０において、焦点距離を調整することが可能となることで、上述した視差設定部の角度可変部によって角θの値すなわち視差が変更された場合に、これに対応して各表示装置１００Ａ，１００Ｂにおける焦点距離延いては映像光ＧＬにより視認される画像の想定表示位置（虚像ＩＭの想定位置）を変更することが可能となる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、視差設定部が角度可変部を有し、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂの投射レンズ３０がフォーカス機構を有することで、視差の変更に合わせて、映像光により視認される画像の想定表示位置を変更することができる。
【００５３】
〔その他〕
以上各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば上記の説明では、画像表示装置８０として、ＯＬＥＤ素子や液晶パネル等により構成するものとしているが、これに限らず種々の態様の画像表示装置が適用できる。さらに、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂとしても種々の態様のものが適用できる。例えばＯＬＥＤ素子以外の種々のタイプの有機ＥＬや、無機ＥＬ、ＬＥＤアレイ等が適用でき、また、液晶パネルについても透過型、反射型を適用することも考えられる。また、ＤＭＤを用いた構成や、ＭＥＭＳによって映像光を形成する（例えば、後述する図１２（Ｂ）参照）ことも可能である。
【００５４】
また、例えば、図８に示すように、透過型表示装置１００が、跳上げ機構をさらに備えるものであるとしてもよい。図を参照して、具体的一例で説明すると、図８（Ａ）に示すように、透過型表示装置１００のうち、各表示装置１００Ａ，１００Ｂのうち少なくとも眼前部分（例えば、眼前部分である導光装置等）を跳ね上げて眼前位置から退避可能にする跳上げ機構を有するものとしてもよい。跳上げ機構としては、例えば枠部を軸として眼前部分とともに枠部を矢印Ａ１の方向に回動させる回動機構ＲＲを設けること等が考えられる。この場合、眼前部分を跳ね上げた状態では、画像（虚像）を見ることなく手元の作業に集中し、作業中に必要に応じて図８（Ｂ）に示すように、跳ね上げていた眼前部分を戻すことで、映像光による虚像ＩＭを眺めることができる。なお、眼前部分だけでなく、各表示装置１００Ａ，１００Ｂ全体を跳ね上げるものとしてもよい。
【００５５】
さらに、透過型表示装置１００は、図９及び図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示すような構成のものとしてもよい。具体的に説明すると、図９及び図１０に示す一例の透過型表示装置１００は、ヘッドバンド部ＨＢと、表示部１００Ｃと、一対のアーム部ＡＰと、スライド機構ＳＬとを備える。ヘッドバンド部ＨＢは、観察者の頭部に沿う円弧状の外形を有して観察者の頭部又は頭部に装着されたヘルメット等に装着される部材である。表示部１００Ｃは、虚像を表示する光学的機能上の本体部分である。一対のアーム部ＡＰは、ヘッドバンド部ＨＢに対して回動可能に取り付けられる部材であり、図１０（Ａ）において実線および破線で示すように表示部１００Ｃを方向Ｄ１についてヘッドバンド部ＨＢに対して回動可能にする。スライド機構ＳＬは、図１０（Ｂ）において実線および破線で示すように表示部１００Ｃを方向Ｄ２についてアーム部ＡＰに対してスライド移動可能にするための機構である。
【００５６】
ヘッドバンド部ＨＢは、後述するアーム部ＡＰの一端が取り付けられるとともに、カメラＣＡを搭載していることで透過型表示装置１００における機能の一部を制御するものである。カメラＣＡは、例えばステレオカメラや、外光の照度を検出する照度センサー、照明用のＬＥＤ等を備えることで、撮像部として機能する。なお、カメラＣＡは、図示のように、方向Ｄ３について回動可能となっている。また、この場合、透過型表示装置１００において撮像した画像を表示部１００Ｃにより表示するものとしてもよい。なお、カメラＣＡが方向Ｄ３について回動可能となっていることで、例えば表示部１００Ｃでの表示状況を見つつ所望のアングルに調整できる。
表示部１００Ｃは、図示のように、左右一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂが組み込まれた光学的機能上の本体部分であり、観察者の眼前に配置されることで、透過型表示装置１００をＨＭＤとして機能させる。ここでは、上記のように、アーム部ＡＰやスライド機構ＳＬにより表示部１００Ｃが眼前から進退可能となっている。
【００５７】
一対のアーム部ＡＰは、ヘッドバンド部ＨＢの下面ＵＮに形成された開口部ＵＮａを介して、ヘッドバンド部ＨＢの内側に設けた回動軸ＲＳを中心軸として回動自在に支持されている。これにより、装着時において表示部１００Ｃを方向Ｄ１について回動可能としている。
【００５８】
スライド機構ＳＬは、表示部１００Ｃとアーム部ＡＰとを接続するとともに、アーム部ＡＰに対して表示部１００Ｃを、ヘッドバンド部ＨＢに接離する方向（方向Ｄ２）にスライド移動可能に構成されている。
【００５９】
以上のような構成であることで、上記透過型表示装置１００は、例えば、画像を視認しなくてよいとき等においては、観察者は、表示部１００Ｃを回動・スライドすることで、進退させたり、移動させたりできる。例えば手元での作業時に手元にＡＲを表示させた状態から棚など上部の作業時にＡＲを上部に表示させた状態に変更したければ、スライド機構ＳＬにより表示部１００Ｃをスライド移動させればよい。完全に退避させた状態にしたければアーム部ＡＰにより回動させればよい。また、上記構成の場合、カメラＣＡが表示部１００Ｃの側にないことで、表示部１００Ｃを支える構造が簡単・軽量になる。
【００６０】
また、視差設定部ＰＳとしての枠部１０２についても種々の態様が可能であり、中央部分を折り曲げることなく、例えば複数の固定箇所を設けることでいくつかの角θの値に設定するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記第３実施形態では、例えば図７に示すように、角度可変部を有することにより、左右の組み付け基準方向の交差角度を調整可能とするに際して、枠部の中央部分を所望の角度で調整する機構を視差設定部である枠部に設けるものとしているが、枠部を有しない透過型表示装置においても角度可変部を設けることが可能である。例えば、図１１に示すように、枠部を有さず左右一対の表示装置の間に設けた架設部（ブリッジ部）ＢＧのみで支持し、架設部ＢＧにおいて、所望の角度で調整及び固定できるストッパー付の蝶番ＨＮのようなものを精密に動作させる角度調整部材として設ける態様とすることで視差設定部ＰＳを構成することも考えられる。
【００６２】
また、上記では、観察者の瞳孔間距離ＰＤについて、標準眼間距離として６５ｍｍと想定しているが、これ以外の数値で設定をしてもよい。例えば、日本人の平均は６０〜６５ｍｍと言われており、６０ｍｍの人と６５ｍｍの人とでは眼間の違いによっても輻輳角も補正して算出する必要がある。このような個人差を、上述した視差設定部ＰＳによる光学的な設定の変更や、画像補正で左右の表示位置を標準位置より内側や外側にずらす調整によって併せて行うものとしてもよい。また、光学系での画像光の形成において、アイリング径をある程度の大きさがあるようにする（例えば８ｍｍ程度）ことで、眼間距離の個人差をある程度吸収するようにしてもよい。
【００６３】
上記の構成において、例えば液晶パネル等で構成される光変調装置の直近後段に屈折率分布を変化させるための可変パネル（液晶パネル）を配置して、光変調装置から射出された偏光した画像光の通過領域に応じて、当該可変パネルにおいて液晶の状態を位置毎に変化させることで通過する偏光の屈折率を画素単位または複数の画素を含む領域単位で変化させて光路長を画素単位あるいは領域単位で変更するものとしてもよい。これを左右一対の表示装置において右眼用と左眼用とで異なる屈折率分布とすることにより、視認される画像の表示想定位置を画像の領域ごとに調整して、より自然な立体視が可能になる。これを適用することで、例えばＡＲ視認性をさらに向上させることができる。  
【００６４】
また、上記では、導光部材１０の内部に中間像を形成するものとしているが、中間像を形成せずにシースルーを行う透過型表示装置においても適用可能である。
【００６５】
上記の説明では、第２面Ｓ１２に設けたハーフミラー層（半透過反射膜）の輪郭は用途その他の仕様に応じて適宜変更することができる。
【００６６】
上記の説明では、ハーフミラー層が単なる半透過性の膜（誘電体多層膜等）であるとしたが、ハーフミラー層は、平面又は曲面のホログラム素子に置き換えることができる。また、図１、２等に示す透過型表示装置（ＨＭＤ）以外の態様においても、例えば図１２（Ａ）に例示するように、各表示装置１００Ａ，１００Ｂにおいて、図２等における第５面Ｓ１５の光反射膜ＲＭや第２面Ｓ１５のハーフミラー層に相当する箇所にホログラム素子ＨＧ１，ＨＧ２を適用できる。これらのホログラム素子ＨＧ１，ＨＧ２を用いる場合において、例えば当該ホログラム素子ＨＧ１，ＨＧ２に集光等の光学的な機能を付加することもでき、ホログラム素子ＨＧ１，ＨＧ２による集光機能を利用して、画像表示装置８０から投射レンズ３０を介して射出される映像光ＧＬの光路を適宜調整し、眼想定位置ＥＹを定めることができる。また、この場合において、ホログラム素子ＨＧ１，ＨＧ２に視差設定部としての役割の全部または一部を担わせるものとしてもよい。
【００６７】
また、図１２（Ｂ）に例示するように、ＭＥＭＳを用いる場合において、画像表示装置８０を構成するＭＥＭＳによる光の射出範囲を適宜調整することもできる。より具体的に説明すると、図示において、ＭＥＭＳミラーで構成される走査光学系ＭＥは、画像表示装置８０に内蔵されており、姿勢を変化させることにより映像光ＧＬの光路を調整することで、光線を眼想定位置ＥＹに導光する導光装置２０への光線の射出角度を縦横に変化させる２次元走査を行う。この場合、例えば走査光学系ＭＥによる２次元走査の範囲を適宜調整することで、眼想定位置ＥＹを定めることができる。また、ＭＥＭＳミラーで構成される走査光学系ＭＥに視差設定部としての役割の全部または一部を担わせるものとしてもよい。なお、画像表示装置８０は、図に例示するように、フレーム１０７を支持する鼻当て部材に内蔵されるものにできる。
【００６８】
上記の説明では、導光部材１０等が眼ＥＹの並ぶ横方向に延びているが、導光部材１０を縦方向に延びるように配置することもできる。この場合、導光部材１０は、直列的ではなく並列的に平行配置された構造を有することになる。
【００６９】
上記に図示した例では、導光装置２０は、ハーフミラー層として単一の半透過反射面を有するものとしているが、半透過反射面が複数に分割されて構成されるものとしてもよい。
【００７０】
上記の説明では、画像光と外界光とを重畳させる態様についてのみ説明しているが、例えば重畳させずに画像光のみにする態様と外界光のみにする態様とを切り替えて観察することができる透過型表示装置において適用してもよい。
【００７１】
また、本願発明の技術を、ディスプレイと撮像装置とで構成されるいわゆるビデオシースルーの製品に対応させるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…導光部材、  ２０，２０ａ，２０ｂ…導光装置、  ３０…投射レンズ、  ５０…光透過部材、  ７０…投射透視装置、  ８０…画像表示装置、  ８０ａ，８０ｂ…画像表示装置、  ９０…画像制御部（画像補正機構）、  １００…透過型表示装置、  １００Ａ，１００Ｂ…表示装置、  １０１ａ，１０１ｂ…光学部材、  １０２…枠部、  １０５ａ，１０５ｂ…像形成本体部、  １０７…フレーム、  Ａａ，Ａｂ…補正表示領域、  ＡＣａ，ＡＣｂ…アクチュエータ（焦点距離調整部）、  ＡＳａ，ＡＳｂ…基準方向、  ＢＥ…折曲部、  ＣＥ…中心点、  ＣＰ…中央部分、  ｄ…表示距離、  ｄ１…距離、  ｄ２…距離、  ＥＹ…眼想定位置（眼）、  ＥＹａ，ＥＹｂ…眼、  ＧＬ…映像光、  ＨＬ…外界光、  ＨＮ…蝶番（角度可変部，角度調整部材）、  ＩＭ…虚像、  ＭＡ…実物体、  ＭＭａ，ＭＭｂ…画像表示可能範囲、  ＯＢ…物体、  Ｐａ，Ｐｂ…原始表示領域、  ＰＤ…瞳孔間距離、  ＰＥ…観察者、  ＰＲａ，ＰＲｂ…主光線、  ＰＳ…視差設定部、  ＲＭ…光反射膜、  ＲＲ…回動機構、  Ｓ１１−Ｓ１５…面、  Ｓ５１−Ｓ５３…透過面、  α…輻輳角、  θ…角（視差角）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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