(57)【要約】【課題】光量ロスがあるハーフミラーを使用せず、観察者が外界景色と表示像とを同時に視認できるシースルー機能を実現し、広画角化が容易な映像表示装置を提供する。【解決手段】本開示の映像表示装置は、観察者の左眼および右眼の一方に映像を投影する光学素子を含む投影体と、前記投影体と接続され、前記観察者に装着されるフレームとを備える。前記映像表示装置において、前記フレームを装着時に、前記投影体の少なくとも一部は、前記左眼の視野内および前記右眼の視野内に配置され、前記フレームを装着時に、前記左眼および前記右眼を含む前記映像表示装置の上面図において、前記投影体の前記少なくとも一部の輪郭と重なる前記左眼の視線のうち最も左側の視線と前記輪郭との接点、および前記観察者の眼幅方向に平行で前記接点を通る仮想的な線と前記輪郭と重なる前記右眼の視線のうち最も右側の視線との交点間の長さは、前記観察者の眼幅よりも短い。【選択図】図１Ａ
2016071374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の左眼および右眼の一方に映像を投影する光学素子を含む投影体と、
前記投影体と接続され、前記観察者に装着されるフレームとを備える映像表示装置であって、
前記フレームを装着時に、前記投影体の少なくとも一部は、前記左眼の視野内および前記右眼の視野内に配置され、
前記フレームを装着時に、前記左眼および前記右眼を含む前記映像表示装置の上面図において、前記投影体の前記少なくとも一部の輪郭と重なる前記左眼の視線のうち最も左側の視線と前記輪郭との接点、および前記観察者の眼幅方向に平行で前記接点を通る仮想的な線と前記輪郭と重なる前記右眼の視線のうち最も右側の視線との交点間の長さは、前記観察者の眼幅よりも短い、映像表示装置。
【請求項２】
前記フレームを装着時に、前記上面図において、前記投影体は、前記左眼の瞳孔を通り前記眼幅方向に垂直である仮想的な線と、前記右眼の瞳孔を通り前記眼幅方向に垂直である仮想的な線との間に配置されている、請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記投影体は、
発光体と、
前記投影体の外部の光を透過しない遮光部材をさらに含み、
前記光学素子は、前記発光体から発せられた光を虚像として前記左眼および前記右眼の前記一方に投影する、請求項１または２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記遮光部材は、前記観察者の前記視界の一部を遮る位置に配置される、請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記接点および前記交点間の長さは６．３ｃｍよりも短い、請求項１から４のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項６】
接続部をさらに備え、
前記投影体と前記フレームとが前記接続部を介して接続されている、請求項１から５のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記フレームを装着時に、前記左眼の前記視野および前記右眼の前記視野において、前記投影体の前記少なくとも一部が前記観察者の視界を遮ることにより、前記観察者が視認可能な領域である可視領域と視認不可能な領域である不可視領域との境界が規定される、請求項１から６のいずれかに記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、頭部などに装着される映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
頭部装着型の映像表示装置には、観察者の視界を遮ることなく、映像表示装置の外部の景色と映像表示装置に表示される映像とを同時に観察できる機能を有する、シースルー型と呼ばれる方式がある。以下、当該機能を「シースルー機能」と称して説明する。
【０００３】
この方式は、観察者が頭部装着型の映像表示装置に表示される映像を視認しながら別の行動を行いやすくすること、または屋外使用時に視界が遮られることにより起こりうる危険を避けることなどを目的としている。
【０００４】
このシースルー機能を実現する方法は大別して、以下の２つに分類できる。
【０００５】
１つは、映像表示装置を構成する部品のうち、観察者の眼前に配置される光学部品を、特許文献１のようにハーフミラーとするものである。
【０００６】
この方法では、映像表示装置の外部の光はハーフミラーを透過して観察者の眼に入射する。したがって、この方法は、映像表示装置の外部の景色と表示映像とを重畳させて同時に視認できるシースルー機能を実現する。
【０００７】
もう１つの方法は、特許文献２に開示されているように、映像表示装置を構成する部品のうち、観察者の眼前に配置される部品のサイズを小さくするものである。
【０００８】
特許文献２に記載の方法は、映像表示装置を構成する部品のうち、観察者の眼前に配置される光学部品を瞳孔径より細くし、映像表示装置に表示される映像と映像表示装置の外部の光とが瞳を分割して投射されるようにすることでシースルー機能を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２０８９９６号公報
【特許文献２】特開２００６−３８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の技術では、映像の視認性に改善の余地があった。
【００１１】
本願の限定的ではない例示的な実施形態は、映像の視認性を改善したシースルー機能を実現する映像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示の一態様にかかる映像表示装置は、観察者の左眼および右眼の一方に映像を投影する光学素子を含む投影体と、前記投影体と接続され、前記観察者に装着されるフレームとを備える。前記映像表示装置において、前記フレームを装着時に、前記投影体の前記少なくとも一部は、前記左眼の視野内および前記右眼の視野内に配置され、前記フレームを装着時に、前記左眼および前記右眼を含む前記映像表示装置の上面図において、前記投影体の前記少なくとも一部の輪郭と重なる前記左眼の視線のうち最も左側の視線と前記輪郭との接点、および前記観察者の眼幅方向に平行で前記接点を通る仮想的な線と前記輪郭と重なる前記右眼の視線のうち最も右側の視線との交点間の長さは、前記観察者の眼幅よりも短い。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の一態様にかかる映像表示装置によれば、観察者の視界内に配置される構成要素、例えば、出射面の材料が外界光を透過しない材料であっても、両眼の視野が相補的な関係となって外界の視野が確保され、シースルー機能が実現される。また、出射面の大きさを瞳孔径よりも大きくすることが可能であり、表示映像の広画角化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、例示的な実施の形態における映像表示装置の構造および観察者の両眼に対する位置関係を模式的に示す上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本実施の形態に係る映像表示装置における投影体の模式的な断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本実施の形態における映像表示装置の構造を模式的に示す側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは投影体が観察者の左眼に対して左側に存在する参考形態における不可視領域を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは観察者の両眼に対して鼻寄りに存在する本実施の形態の変形例における不可視領域を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは図２Ｂの実施形態から投影体を観察者側に近づけた他の変形例における不可視領域を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、表示体の面方向に複数の光学素子を配置した、本実施形態に係る投影体の変形例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、表示体の面方向に配置された複数の光学素子間で光軸方向の配置をずらした、本実施形態に係る投影体の他の変形例を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本実施形態に係る投影体のさらに他の変形例を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本実施形態に係る投影体のさらに他の変形例を示す模式図である。
【図４】図４は、本実施形態の変形例に係る映像表示装置の構造および観察者の両眼に対する位置関係を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願発明者らが従来の映像表示装置を詳細に検討したところ、以下の課題があることがわかった。
【００１６】
特許文献１に記載のハーフミラーを用いる方法では、映像表示装置の外部の光が映像表示装置内の光学部品に入射することで迷光が発生する。この迷光がノイズとなることにより、映像表示装置により表示される映像および映像表示装置の外部の景色の視認性を低下させる。迷光の発生を低減させるために、例えば、ハーフミラーを保持する部材の一部に遮光部材を用いると、その遮光部材が観察者の視界を遮ってしまう。
【００１７】
特許文献２に記載の方法は、眼前の光学部品が小さくなるために、広画角化することが難しい。
【００１８】
本願発明者らは、上記のような従来技術の課題を見出し、新規な映像表示装置を発明した。本開示の実施形態の概要は以下のとおりである。
【００１９】
本開示の第１態様は、観察者の左眼および右眼の一方に映像を投影する光学素子を含む投影体と、前記投影体と接続され、前記観察者に装着されるフレームとを備える。前記映像表示装置において、前記フレームを装着時に、前記投影体の少なくとも一部は、前記左眼の視野内および前記右眼の視野内に配置され、前記フレームを装着時に、前記左眼および前記右眼を含む前記映像表示装置の上面図において、前記投影体の少なくとも一部の輪郭と重なる前記左眼の視線のうち最も左側の視線と前記輪郭との接点、および前記観察者の眼幅方向に平行で前記接点を通る仮想的な線と前記輪郭と重なる前記右眼の視線のうち最も右側の視線との交点間の長さは、前記観察者の眼幅よりも短い映像表示装置を提供する。
【００２０】
第１態様に係る映像表示装置では、観察者の視界に遮光部材が入る構成であっても、広画角化に有利なシースルー機能を実現できる。
【００２１】
本開示の第２態様は、第１態様において、前記フレームを装着時に、前記上面図において、前記投影体は、前記左眼の瞳孔を通り前記眼幅方向に垂直である仮想的な線と、前記右眼の瞳孔を通り前記眼幅方向に垂直である仮想的な線との間に配置されていてもよい。
【００２２】
第２態様によれば、表示映像の位置を観察者の正面に設定することが可能になるため、表示映像の視認性が向上する。
【００２３】
本開示の第３態様は、第１態様または第２態様に加えて、前記投影体は、発光体と、前記投影体の外部の光を透過しない遮光部材をさらに含み、前記光学素子は、前記発光体から発せられた光を虚像として前記左眼および前記右眼の前記一方に投影してもよい。
【００２４】
第３態様にかかる発光体とは、例えば、液晶ディスプレイに用いられるＬＥＤ等の光源、または有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイに用いられるＥＬ素子である。また、発光体は、走査型ディスプレイに用いられる光共振器でもよい。
【００２５】
第３態様によれば、外界光が光学素子を介することによって発生するゴースト光を低減できる。また、第３態様によれば、遮光部材によって遮られる外界も観察者は視認することができる。
【００２６】
本開示の第４態様は、第３態様において、前記遮光部材は、前記観察者の前記視界の一部を遮る位置に配置されてもよい。
【００２７】
本開示の第５態様は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、前記接点および前記交点間の長さは６．３ｃｍよりも短くてもよい。
【００２８】
本開示の第６態様は、第１態様から第５態様のいずれかに加えて、接続部をさらに備え、前記投影体と前記フレームとが前記接続部を介して接続されていてもよい。
【００２９】
本開示の第７態様は、第１態様から第６態様のいずれかにおいて、前記フレームを装着時に、前記左眼の前記視野および前記右眼の前記視野において、前記投影体の前記少なくとも一部が前記観察者の視界を遮ることにより、前記観察者が視認可能な領域である可視領域と視認不可能な領域である不可視領域との境界が規定されてもよい。
【００３０】
本開示の第８態様は、第１態様から第７態様のいずれかに加えて、前記投影体は、映像を表示する表示体をさらに含み、前記光学素子は複数のレンズを含み、前記表示体は、複数の分割領域に分割され、前記複数のレンズは前記複数の分割領域に対応して配置され、前記複数の分割領域の各々に表示された映像を同一像面上で重なるように虚像として結像させてもよい。
【００３１】
第８態様によれば、レンズは各分割領域に対応して配置されるので、相対的にレンズ径が小さくなる。したがって、レンズの焦点距離を小さくすることができる。すなわち、映像表示装置を薄型化することができる。
【００３２】
本開示の第９態様は、第１態様から第７態様のいずれかに加えて、前記投影体は、映像を表示する表示体をさらに含み、前記光学素子は複数のレンズを含み、前記表示体は、複数の分割領域に分割され、前記複数のレンズは前記複数の分割領域に対応して配置され、前記複数の分割領域の各々に表示された映像を異なる像面上に虚像として結像させてもよい。
【００３３】
第９態様によれば、観察者に表示距離の異なる映像を見せることが可能となる。
【００３４】
本開示の第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれかに加えて、鉛直方向を軸として前記投影体を回動させる調整機構をさらに備えてもよい。
【００３５】
第１０態様によれば、観察者は左右どちらの眼で映像を見るかを選択することができるため、視認性が向上する。
【００３６】
以下、図面を参照しながら、より具体的な実施の形態を説明する。
【００３７】
なお、以下の説明は本開示の一例に関するものであり、本開示はこれらによって限定されるものではない。
【００３８】
図１Ａは、本実施の形態に係る映像表示装置１０の模式図である。図１Ａは、観察者の左眼４０及び右眼４２を含む映像表示装置１０の上面図を示す。図１Ｂは、本実施の形態に係る映像表示装置１０における投影体５の模式的な断面図である。図１Ｃは、本実施の形態における映像表示装置の構造を模式的に示す側面図である。映像表示装置１０は、観察者の左右どちらかの眼に映像を表示する映像表示装置である。表示映像を観察者の左右どちらの眼に投射してもよい。本実施の形態では、例として右眼４２に投射する場合について説明する。
【００３９】
映像表示装置１０は、観察者の右眼４２に映像を投影する光学素子２を含む投影体５と、観察者に装着されるフレーム９と、投影体５とフレーム９とを接続する接続部６とを備える。映像表示装置１０では、装着時に、観察者の左眼の視野４００内および右眼の視野４０２内に投影体５の少なくとも一部が配置される。本実施の形態では、図１Ｂに示すように、投影体５は、表示体１、光学素子２、及び保持部材３を有する。
【００４０】
表示体１は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイである。
【００４１】
光学素子２は、表示体１の映像光を観察者の眼へと導き、映像光を拡大した虚像として投影する。光学素子２は、屈折面、反射面または回折面の少なくともいずれか１つを有する。光学素子の数および形状、ならびに表示体１との位置関係は、図１Ｂの構成に限定されない。
【００４２】
投影体５は、表示体１及び光学素子２に替えて、走査型の表示体を備えていてもよい。すなわち、スキャナによって走査されたレーザ等の光源からの光束を観察者の網膜に投射することで、観察者に２次元の表示像を見せるものに変更してもよい。
【００４３】
保持部材３は、表示体１と光学素子２との位置関係を少なくとも一時的に保持できる機能を持つ。保持部材３は、透過率の高い材料で構成され映像光を投射する光路を形成してもよい。また、保持部材３のうち、少なくとも光学素子２の周囲は遮光部材で構成されてもよい。遮光部材を用いることによって、不要光の侵入によるゴーストの発生、および外界光との強度差による表示映像の視認性低下を防ぐことができる。さらに、保持部材３には手動または自動で表示体１と光学素子２との位置関係を調整できる機構が含まれてもよい。光学素子２は、例えばレンズである。
【００４４】
なお、本明細書では、（１）投影体は、映像を観察者の一方の眼に投影する光学素子を含むものであって、かつ、（２）装着時に、投影体の少なくとも一部は、観察者の左眼の視野内および右眼の視野内に配置される。投影体の少なくとも一部が観察者の視界を遮ることにより、観察者の左眼の視野および右眼の視野において、観察者が視認可能な領域である可視領域と視認不可能な領域である不可視領域との境界が規定される。装着時に、投影体の全部が、観察者の左眼の視野内および右眼の視野内に配置されてもよい。
【００４５】
したがって、例えば、映像表示装置１０の投影体５が、表示体１と光学素子２を有する場合であって、表示体１が観察者の視野の外に配置される場合、光学素子２が上記（２）の条件を満たす。この場合、投影体５のうち少なくとも光学素子２が観察者の視界を遮ることにより、観察者の左眼の視野および右眼の視野において、可視領域と不可視領域との境界が規定される。光学素子２の一部が観察者の視野の外に配置される場合も同様である。この場合、観察者の視野内に配置される光学素子２の他の一部が観察者の視界を遮ることにより、観察者の左眼の視野および右眼の視野において、可視領域と不可視領域との境界が規定される。また、投影体５がさらに保持部材３を有し、保持部材３の一部を遮光部材とした場合、遮光部材である保持部材３の一部が上記（２）の条件を満たす。この場合、投影体５のうち少なくとも遮光部材である保持部材３の一部が観察者の視界を遮ることにより、観察者の左眼の視野および右眼の視野において、可視領域と不可視領域との境界が規定される。投影体５が走査の表示体を有する場合も同様である。
【００４６】
フレーム９は、映像表示装置１０を観察者に固定する機構を有する。図１では、フレーム９がメガネフレームであり、映像表示装置１０を観察者の頭部に固定する例を示している。
【００４７】
フレーム９は、接続部６を介して投影体５と接続されている。この接続によって、装着時の投影体５と観察者との位置関係が保持される。接続部６は、投影体５と観察者との位置関係を調整する機構を有していてもよい。映像表示装置１０は接続部６を備えておらず、例えば、接着剤またはネジにより、フレーム部９と投影体５とが直接的に接続されていてもよい。
【００４８】
以下、図１Ａを再び参照して、投影体５と観察者との位置関係を説明する。
【００４９】
観察者の左眼４０の視野の左端から右側へ観察者が左眼４０の視線を移動させていくと、図１Ａに示すように、接点Ｐにおいて、左眼４０の視線は投影体５の輪郭５０と重なり始める。すなわち、接点Ｐは、投影体５の輪郭５０と重なる左眼４０の視線のうち最も左側の視線と、投影体５の輪郭５０との接点に相当する。同様に、観察者の右眼４２の視野の右端から左側へ観察者が右眼４２の視線を移動させていくと、右眼４２の視線は、投影体５の輪郭５０と重なり始める。このときの右眼４２の視線Ｌは、投影体５の輪郭５０と重なる右眼４２の視線のうち最も右側の視線に相当する。観察者の眼幅Ｄの方向に平行で接点Ｐを通る直線を仮想的に引くと、その直線は、交点Ｑにおいて視線Ｌと交わる。本実施の形態では、接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さは、観察者の眼幅Ｄよりも短い。接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さは、投影体５の形状、サイズ、ならびに観察者の左眼４０および右眼４２に対する投影体５の位置により調整することができる。
【００５０】
人の眼幅、すなわち左眼４０の瞳孔６０と右眼４２の瞳孔６２との間隔、の平均値は、６．３ｃｍである。そこで、接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さを６．３ｃｍよりも短くすると、接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さが観察者の眼幅Ｄよりも短くなる。
【００５１】
接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さを観察者の眼幅Ｄよりも短くすると、図１Ａに示すように、投影体５の輪郭５０と重なる左眼４０の視線のうち最も左側の視線と右眼４２の視線Ｌとは、投影体５に対して観察者と反対側において交わる。右眼４２の視野と左眼４０の視野とは互いに補われるので、観察者は、投影体５の輪郭５０、投影体５の輪郭５０と重なる左眼４０の視線のうち最も左側の視線、および右眼４２の視線Ｌにより囲まれる領域を除く領域であって、左眼４０の視野または右眼４２の視野内にある領域を視認することができる。投影体５の輪郭５０、投影体５の輪郭５０と重なる左眼４０の視線のうち最も左側の視線、および右眼４２の視線Ｌにより囲まれる領域が不可視領域７に相当する。図１Ａに示すように、不可視領域７は有限の領域となるので、観察者から見て映像表示装置１０より奥に存在する物体であっても、不可視領域７の外側にあるものであれば、観察者は視認することができる。
【００５２】
不可視領域７は、投影体５のサイズを小さくする程狭くできる。また、投影体５のサイズが同じであっても、配置によって狭くできる。図２Ａから図２Ｃは、投影体５の配置に伴う不可視領域７の大きさの変化を示す模式図である。図２Ａから図２Ｃでは、映像表示装置１０のサイズは同じである。図２Ａは、投影体５を左眼４０よりも左耳寄りに配置した参考形態を示す模式図である。図２Ｂおよび図２Ｃは、投影体５を両眼から見て鼻寄りに配置した本実施形態の変形例を示す模式図である。図２Ｂおよび図２Ｃに示す実施形態では、装着時に、投影体５は、左眼４０の瞳孔６０を通り眼幅方向に垂直である仮想的な線と、右眼４２の瞳孔６２を通り眼幅方向に垂直である仮想的な線との間に配置されている。
【００５３】
図２Ａでは接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さが眼幅Ｄと同等になる。したがって、不可視領域７は無限に広がる。
【００５４】
一方、図２Ｂでは、接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さが眼幅Ｄよりも短くなる。したがって、不可視領域７は有限に抑えられる。また図２Ｂでは、投影体５は、左眼４０の瞳孔６０を通り眼幅方向に垂直である仮想的な線と、右眼４２の瞳孔６２を通り眼幅方向に垂直である仮想的な線との間に配置される。すなわち、表示像の位置を観察者に対して正面に位置するように設定できるため、表示像と外界景色とを重畳させて見る際の視認性が良い。
【００５５】
図２Ｃは、図２Ｂの状態から、投影体５を観察者の顔側に近づけた配置を示している。この配置によって、接点Ｐと交点Ｑとを結ぶ線分に相対する不可視領域７の頂点の位置は、図２Ｂに比べて観察者の顔側に近くなるため、不可視領域７を狭くすることができる。
【００５６】
ここで、接点Ｐおよび交点Ｑ間の長さをｈとし、観察者の眼幅をＤ、観察者の眼幅の中心から接点Ｐと交点Ｑとを結ぶ線分までの距離をｄとすると、その線分に相対する不可視領域７の頂点の観察者の眼幅の中心からの距離ｘは、
ｘ ＝ Ｄ・ｄ／（Ｄ−ｈ） （１）
と表すことができる。
【００５７】
距離ｘを観察者の明視距離より小さくしてもよい。このようにすると、不可視領域７が実用上問題にならない範囲で、シースルー機能を実現することができる。
【００５８】
すなわち、（１）式においてｘ＜２０ｃｍとなる映像表示装置１０は、観察者が日常的に使用する視野を妨げず、より理想的なシースルー機能をもつ。
【００５９】
また、このような範囲において、投影体５はより観察者に近い位置に設置されることになる。したがって、同じ重量の映像表示装置１０であっても、観察者が感じる重みを軽くできる。
【００６０】
なお、フレーム９、およびその他の映像表示装置１０に係る構成部品についても、上述の条件を満たすようにするか、視界に入る部分に透明な材料を使用するか、あるいは観察者の視界に入らない位置に配置することで、より理想的なシースルー機能を実現できる。
【００６１】
投影体５の変形例を図３Ａから図３Ｄに示す。図３Ａから図３Ｄは、投影体５が有する光学素子２の数および／または配置を変更した形態を示す模式図である。図３Ａから図３Ｄにおいて、光学素子は例えばレンズである。
【００６２】
図３Ａは、表示体１の面方向に複数の光学素子２０、２１を配置した形態を示す。図３Ａでは、投影体５内に、２つの光学素子２０、２１が配置されている。図３Ｂは、表示体１の面方向に配置された複数の光学素子２２、２３間で光軸方向の配置を異ならせた形態を示す。
【００６３】
図３Ａの形態の場合、表示体１が、それぞれ複数の発光素子からなる分割領域に分割される。複数の分割領域は、それぞれ表示映像１１０と表示映像１１２とを表示する。光学素子２０は、表示映像１１０を表示する分割領域に対応して設けられ、表示映像１１０を虚像１２０として投影する。また、光学素子２１は、表示映像１１２を表示する分割領域に対応して設けられ、表示映像１１２を虚像１２２として投影する。虚像１２０と虚像１２２とは略同一像面上に、重ねて表示してもよいし、表示映像に応じて表示のタイミングを変えてもよい。
【００６４】
図３Ｂの形態の場合、図３Ａと同様に、表示体１が、それぞれ複数の発光素子からなる分割領域に分割される。複数の分割領域は、それぞれ表示映像１１４と表示映像１１６とを表示する。光学素子２２は、表示映像１１４を表示する分割領域に対応して設けられ、表示映像１１４を虚像１２４として投影する。また、光学素子２３は、表示映像１１６を表示する分割領域に対応して設けられ、表示映像１１６を虚像１２６として投影する。光学素子２２、２３間の光軸方向の配置のずれに伴って、虚像１２４、１２６を異なる像面上に結像させることができる。したがって、表示映像に応じて表示距離を切り替えること、および表示映像に遠近感をもたせることができる。光学素子２２、２３間で焦点距離を異ならせることで、虚像１２４、１２６を異なる像面上に結像させてもよい。
【００６５】
図３Ｃは、投影体５内に、表示体１と光学素子２４とに加えて、光学素子２５を配置した形態を示す。光学素子２５は、例えばミラーである。この形態では、保持部材３０内に、光路を形成する、例えばガラスまたは樹脂からなる保持部材３２を含み、光学素子２５によって反射させた光束を観察者に投影して虚像１２を見せる。なお、例えば光学素子２５の表面を曲面にすることで、光学素子２５に光学素子２４の機能をもたせることができる。この場合、投影体５は、光学素子２４を備えていなくてもよい。
【００６６】
図３Ｄは、投影体５が、光学素子２６、光学素子２７、保持部材３４、および保持部材３６を備える形態を示す。保持部材３６は、保持部材３４内に配置され、例えばガラスまたは樹脂からなる。光学素子２７は、保持部材３６内に配置される。光学素子２６は、例えば曲面ミラーであり、光学素子２７は、例えばハーフミラー、ビームスプリッタ、またはダイクロイックミラーである。この形態では、表示体１の映像光のうち、光学素子２７を透過した光が光学素子２６によって反射されると同時に像を形成し、その光束の一部が光学素子２７で反射することで観察者に虚像１２を見せる。なお、図３Ｄの構成例では、保持部材３４の一部が遮光部材であり、その一部が観察者の視界に入る位置に配置されていてもよい。
【００６７】
なお、本開示の例示的な映像表示装置は、図３Ａから図３Ｄに示す複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態の一部をそれぞれ部分的に備えてもよい。例えば、図３Ａの形態と図３Ｂの形態とを部分的に備えた場合、表示体１における分割領域のうち、一部に対応する複数の光学素子は各虚像を略同一像面上に結像させ、他の一部に対応する複数の光学素子は各虚像を異なる像面上に結像させてもよい。
【００６８】
さらに、本開示の実施形態の変形例に係る映像表示装置１００は、図４に示すように、左眼４０に対応した投影体５２と、右眼４２に対応した投影体５４とを備えていてもよい。図４は、本開示の他の実施形態に係る映像表示装置１００の模式図である。映像表示装置１００において、投影体５２は接続部６００を介してフレーム９に接続され、投影体５４は接続部６０２を介してフレーム９に接続されている。このような構成では、両眼視差を利用した立体視を観察者に見せることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本開示の映像表示装置は、ハーフミラーを使用せず、簡易な構成によってシースルー機能を実現できる。また、本開示の映像表示装置は、広画角化も容易であるため、有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１  表示体
２、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７  光学素子
３、３０、３２、３４、３６  保持部材
５、５２、５４  投影体
６、６００、６０２  接続部
７  不可視領域
９  フレーム
１０、１００  映像表示装置
１１、１１０、１１２、１１４、１１６  表示映像
１２、１２０、１２２、１２４、１２６  虚像
４０  左眼
４２  右眼
５０  輪郭
６０、６２  瞳孔
４００  左眼の視野
４０２  右眼の視野
Ｐ  接点
Ｑ  交点
Ｌ  視線
Ｄ  眼幅
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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