(57)【要約】      （修正有）【課題】広画角で高画質の画像を外景に重ねられる小型で製造し易い画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置ＧＨは画像ＩＭ０を表示する表示素子ＤＰと画像ＩＭ０を虚像として外景に重なるよう観察者眼ＥＹに投影する観察光学系ＫＫとを有し、観察光学系ＫＫは導光板１、入射光学系ＮＫ、入射／射出側ホログラフィック光学素子Ｈｉ／Ｈｏを有する。これらから成る導波路に関し、式：ｔ／２Ｌ＜ｔａｎ（９０°−θ１）＜２ｔ／Ｌ，ｔａｎ（９０°−θｃ）＜ｔａｎ（９０°−θ２）＜４ｔ／Ｌ（ｔ：導波路厚、Ｌ：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向長、θ１：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向端のうち中間像とは反対側の端に垂直光が入射又は射出した時の回折反射角度、θ２：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向端のうち中間像側の端に垂直光が入射又は射出した時の回折反射角度、θｃ：導波路の臨界角度）を満足する。【選択図】図１
2017058400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示素子と、前記画像が外景に重なるように、前記画像を虚像として観察者眼にシースルーで投影表示する観察光学系と、を有する眼鏡型の画像表示装置であって、
前記観察光学系が、導光板と、その導光板に前記画像の光を入射させる入射光学系と、前記導光板内に入射してきた光のうち特定波長の光を回折反射させて前記画像の中間像を導光板内に形成する入射側ホログラフィック光学素子と、前記中間像の形成後に前記導光板内を伝搬してきた光を観察者眼に向けて回折反射させる射出側ホログラフィック光学素子と、を有し、
前記導光板が観察者眼の前方に位置するように設けられており、前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子が前記導光板の表面に設けられており、
前記入射側ホログラフィック光学素子に一度入射した光が再度入射せず、前記射出側ホログラフィック光学素子に一度入射した光が再度入射しないように、前記入射側ホログラフィック光学素子で回折反射された光を前記導光板が全反射によって前記射出側ホログラフィック光学素子に伝搬し、
前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子が、両方とも回折作用による集光パワーを有し、
前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子のそれぞれと前記導光板で構成される導波路とについて、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする画像表示装置；
ｔ／２Ｌ＜ｔａｎ（９０°−θ１）＜２ｔ／Ｌ  …（１）
ｔａｎ（９０°−θｃ）＜ｔａｎ（９０°−θ２）＜４ｔ／Ｌ  …（２）
ただし、
ｔ：導波路の厚み、
Ｌ：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の長さ、
θ１：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像とは反対側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θ２：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θｃ：導波路の臨界角度、
である。
【請求項２】
前記導光板内での全反射回数が３〜５回であることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記入射光学系が正パワーを有する透過型のホログラフィック光学素子からなり、前記導光板の表面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記入射側ホログラフィック光学素子での主光線変換角度と前記射出側ホログラフィック光学素子での主光線変換角度とが略同等であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記導光板の形状が、平行平面板状であるか、又は両面が同じ曲率半径を有する板状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記中間像が前記入射側ホログラフィック光学素子よりも前記射出側ホログラフィック光学素子に近い位置に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置に関するものであり、例えば、液晶表示素子(ＬＣＤ：liquid crystal display)の２次元画像をホログラフィック光学素子(ＨＯＥ：holographic optical element)を用いて観察者眼にシースルーで投影表示する眼鏡型の画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像を外景（つまり外界視野）に重ねて表示する眼鏡型の画像表示装置が、特許文献１〜５で提案されている。これらの画像表示装置はハンズフリーで使用されるため、使用者に最適な状況で情報を表示することが重要になり、一方、表示画像だけでなく外景も良好に見たいという要望にも応える必要がある。そのため、ホログラフィック光学素子を用いることにより、波長選択的な回折反射によるシースルー表示を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８８７１５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５１０６５号公報
【特許文献３】特開２０１５−７２４３５号公報
【特許文献４】特開２００２−１６２５９８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に記載の画像表示装置に用いられているホログラフィック光学素子は、導光板内で平行光束を回折反射させるために、導波路に対する画像光の入射出を行うものである。そのため、長い導波路の後に光学系を配置することが必要になる。その光学系の焦点距離は導波路の長さ程度になるため、画角を広くすることは困難である。
【０００５】
特許文献２に記載の画像表示装置に用いられているホログラフィック光学素子は、２つのプリズム間で斜めに配置されている。そのため、貼り合わせ面が見えてしまうおそれがあり、良好なシースルー性を得ることは難しい。
【０００６】
特許文献３に記載の画像表示装置も中間像を形成するタイプである。曲面反射ミラーで観察者眼に投影表示するために、ホログラフィック光学素子をプリズムに貼り合わせてシースルー性を上げている。そのため、特許文献２と同様の課題がある。
【０００７】
特許文献４に記載の画像表示装置は、導光板内で光束を回折反射させるとともに中間像を形成するタイプである。薄い導光板の両面に各面２枚ずつホログラフィック光学素子が貼り付けられているため、２枚のホログラフィック光学素子が目の前に位置することによるシースルー性の低下が問題となる。また、同じホログラム面を透過と反射の両方に使う構成になっているため、効率が悪く、輝度ムラやゴーストが発生する懸念もある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンパクトかつ製造しやすい構成でありながら、明るい外景に広い画角で画質の良好な画像が重ねられたシースルー表示の可能な画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明の画像表示装置は、画像を表示する表示素子と、前記画像が外景に重なるように、前記画像を虚像として観察者眼にシースルーで投影表示する観察光学系と、を有する眼鏡型の画像表示装置であって、
前記観察光学系が、導光板と、その導光板に前記画像の光を入射させる入射光学系と、前記導光板内に入射してきた光のうち特定波長の光を回折反射させて前記画像の中間像を導光板内に形成する入射側ホログラフィック光学素子と、前記中間像の形成後に前記導光板内を伝搬してきた光を観察者眼に向けて回折反射させる射出側ホログラフィック光学素子と、を有し、
前記導光板が観察者眼の前方に位置するように設けられており、前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子が前記導光板の表面に設けられており、
前記入射側ホログラフィック光学素子に一度入射した光が再度入射せず、前記射出側ホログラフィック光学素子に一度入射した光が再度入射しないように、前記入射側ホログラフィック光学素子で回折反射された光を前記導光板が全反射によって前記射出側ホログラフィック光学素子に伝搬し、
前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子が、両方とも回折作用による集光パワーを有し、
前記入射側ホログラフィック光学素子及び射出側ホログラフィック光学素子のそれぞれと前記導光板で構成される導波路とについて、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
ｔ／２Ｌ＜ｔａｎ（９０°−θ１）＜２ｔ／Ｌ  …（１）
ｔａｎ（９０°−θｃ）＜ｔａｎ（９０°−θ２）＜４ｔ／Ｌ  …（２）
ただし、
ｔ：導波路の厚み、
Ｌ：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の長さ、
θ１：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像とは反対側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θ２：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θｃ：導波路の臨界角度、
である。
【００１０】
第２の発明の画像表示装置は、上記第１の発明において、前記導光板内での全反射回数が３〜５回であることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明の画像表示装置は、上記第１又は第２の発明において、前記入射光学系が正パワーを有する透過型のホログラフィック光学素子からなり、前記導光板の表面に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明の画像表示装置は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記入射側ホログラフィック光学素子での主光線変換角度と前記射出側ホログラフィック光学素子での主光線変換角度とが略同等であることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明の画像表示装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記導光板の形状が、平行平面板状であるか、又は両面が同じ曲率半径を有する板状であることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明の画像表示装置は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記中間像が前記入射側ホログラフィック光学素子よりも前記射出側ホログラフィック光学素子に近い位置に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンパクトかつ製造しやすい構成でありながら、明るい外景に広い画角で画質の良好な画像が重ねられたシースルー表示の可能な画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像表示装置の光学構成例を示す概略断面図。
【図２】図１の光学構成例における軸上光束を示す光路図。
【図３】図２の主要部を示す拡大図。
【図４】図２の光学構成例における回折反射条件を説明するための光路展開図。
【図５】画像表示装置を構成する入射光学系の具体例を示す概略断面図。
【図６】光路横回しタイプの眼鏡型画像表示装置の実施の形態を示す概略断面図。
【図７】光路縦回しタイプの眼鏡型画像表示装置の実施の形態を示す外観斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像表示装置等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００１８】
図１に、本発明の実施の形態に係る画像表示装置ＧＨの光学構成例を示し、その光学構成例における軸上光束の光路を図２に示し、その主要部を図３に拡大して示す。この画像表示装置ＧＨは、画像ＩＭ０を表示する表示素子ＤＰと、画像ＩＭ０が外景に重なるように、画像ＩＭ０を虚像として観察者眼ＥＹにシースルーで投影表示する観察光学系ＫＫと、を有している。表示素子ＤＰとしては、例えば、反射型又は透過型のＬＣＤ，デジタル・マイクロミラー・デバイス（digital micromirror device），有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。照明が必要な表示素子ＤＰの場合、それを照明するための光源（例えばＬＥＤ（light emitting diode））が配置され、その光源からの照明光を表示素子ＤＰが変調して画像ＩＭ０を表示する。また、光源と表示素子ＤＰとの間には、レンズやミラーからなる照明光学系が適宜配置される。
【００１９】
観察光学系ＫＫは、導光板１と、その導光板１に画像ＩＭ０の光を入射させる入射光学系ＮＫと、導光板１内に入射してきた光のうち特定波長の光を回折反射させて画像ＩＭ０の中間像ＩＭ１を導光板１内に形成する入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉと、中間像ＩＭ１の形成後に導光板１内を伝搬してきた光を観察者眼ＥＹに向けて回折反射させる射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏと、を有している。
【００２０】
入射光学系ＮＫは、導光板１の表面Ｓ１（観察者眼ＥＹ側の平面）に設けられており、回折作用による集光パワー（つまり正パワー）を有する透過型のホログラフィック光学素子からなっている（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）。また、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏは、導光板１の表面Ｓ２（外景側の平面）に設けられており、両方とも回折作用による集光パワー（つまり正パワー）を有している。なおここでは、シースルー表示を可能とするため、入射光学系ＮＫとして、透過型の体積位相型ホログラフィック光学素子を想定しており、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏとして、反射型の体積位相型ホログラフィック光学素子を想定しており、また、導光板１として透明基板を想定している。
【００２１】
表示素子ＤＰに表示された画像ＩＭ０からの発散光は、入射光学系ＮＫの集光パワーにより略平行光となって導光板１に入射する。その略平行光は、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉで斜め方向に回折反射されるとともにその集光パワーにより集光され、導光板１で構成される導波路内で中間像ＩＭ１を形成する。中間像ＩＭ１を形成した後の光は、発散して射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに入射する。そして、射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏの集光パワーにより略平行光となり、瞳ＥＰから射出して観察者眼ＥＹに入射する。なお、略平行光とは、平行からのずれが角度にすると０．５度以下であり、さらに具体的には、瞳の直径を３ｍｍとした場合、虚像の距離が５００ｍｍ以上のことをいう。
【００２２】
観察光学系ＫＫでは、導光板１で構成される導波路で画像ＩＭ０の光を導光するとともに、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉと射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏの波長選択性を利用する構成になっているため、高いシースルー性を得ることができる。また、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏは、両方とも回折作用による集光パワーを有することにより、導光板１で構成される導波路内で中間像ＩＭ１を形成する構成になっているため、射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏの焦点距離が導波路の長さの影響を受けない。したがって、高いシースル性を得るために導波路を長く確保しても、小型の構成で大きな画角を得ることができる。なお、図１では画角２０°×６°の設計例を６°側の光路断面で示している。
【００２３】
入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉに一度入射した光が再度入射せず、射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに一度入射した光が再度入射しないように、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉで回折反射された光を導光板１が全反射によって射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに伝搬する構成になっている。つまり、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉと射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏには、１回だけ光が当たることになる。これにより、効率の高いシースルーディスプレイを実現することができる。正パワーを持ったホログラフィック光学素子では、すべての画角で同じ回数だけの反射が必要になる。もしホログラフィック光学素子が２回作用すると、その部分の光はホログラフィック光学素子による位置ズレが生じたり、ホログラフィック光学素子の回折により光の一部が別方向に回折されたりすることになる。したがって、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉや射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに一度入射した光が再度入射することは、輝度ムラや色ムラの原因となる。
【００２４】
上記観点から、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏの両方について、それぞれ１度だけ回折作用を受ける構成が好ましいため、この画像表示装置ＧＨでは、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏのそれぞれと導光板１で構成される導波路とについて、以下の条件式（１）及び（２）を満足する構成としている。
ｔ／２Ｌ＜ｔａｎ（９０°−θ１）＜２ｔ／Ｌ  …（１）
ｔａｎ（９０°−θｃ）＜ｔａｎ（９０°−θ２）＜４ｔ／Ｌ  …（２）
ただし、
ｔ：導波路の厚み、
Ｌ：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の長さ、
θ１：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像とは反対側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θ２：ホログラフィック光学素子の導波路伝搬方向の端のうち、中間像側の端に垂直光が入射又は射出したときの回折反射角度、
θｃ：導波路の臨界角度、
である。
【００２５】
図３（Ａ）は入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉでの回折反射を拡大して示しており、図３（Ｂ）は射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏでの回折反射を拡大して示している。その回折反射に関して条件式（１）及び（２）が規定している範囲を、図４の光路展開図に示す。
【００２６】
図４において、条件式（１）の２ｔ／Ｌを示す実線ラインは、導波路を光が伝搬するのに必要な条件を示している。一方、条件式（１）のｔ／２Ｌを示す破線ラインは、これ以上回折反射角度θ１が大きくなると、回折による収差の発生量が大きくなるため、必要な光学性能が得られなくなることを意味している。また、図２に示すように導光板１内で３回全反射する場合、条件式（２）は厚み４枚分に相当する４回反射までに中間像ＩＭ１が形成されることを規定している。したがって、条件式（２）の４ｔ／Ｌを示す二点鎖線ラインは、ぎりぎりの９０°−θ１でも厚み４ｔまでに集光する条件を示している。なお、導光板の屈折率をｎとすると、導波路の臨界角度θｃはθｃ＝ｓｉｎ-1（１／ｎ）で表される。
【００２７】
以上の点から、コンパクトかつ製造しやすい構成でありながら、明るい外景に広い画角で画質の良好な画像が重ねられたシースルー表示の可能な画像表示装置ＧＨを実現することができる。例えば、少ない消費電力で明るい画像表示が可能であり、側方視界も良好に確保可能であるにもかかわらず、不要光による画質劣化の無い画像表示が可能である。
【００２８】
導光板１内での全反射回数が３〜５回であることが好ましく、全反射回数が３回であることが更に好ましい。全反射回数が少ないと（例えば１回又は２回の場合）、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉから射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏまでの距離が短くなるので、眼鏡型の画像表示装置等に適用しようとすると、表示素子ＤＰ等が目の周りにぶつかる可能性がある。逆に距離が長くなりすぎると、導波路の平面性の影響で画質劣化したり、汚れや水滴等による全反射条件のやぶれによる画質劣化の影響が大きくなる。
【００２９】
入射光学系ＮＫが正パワーを有する透過型のホログラフィック光学素子からなり、導光板１の表面に設けられていることが好ましい。ホログラフィック光学素子からなる入射光学系ＮＫを用いた場合、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ等での回折反射により発生する色収差を打ち消す方向の色収差を入射光学系ＮＫで発生させることが可能になり、色収差の良好に補正された観察光学系ＫＫを実現することができる。そのためには、中間像ＩＭ１が入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉよりも射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに近い位置（つまり瞳ＥＰ側）に形成されることが好ましい。
【００３０】
入射光学系ＮＫとして、正パワーを有するホログラフィック光学素子の代わりに、正パワーを有するプリズムで光路を折り曲げる構成にしてもよい。図５に、正パワーを有するプリズムＮＰで構成された入射光学系ＮＫの具体例を示す。このようにプリズムＮＰを用いることにより、表示素子ＤＰと合わせて入射光学系ＮＫをコンパクトに構成することができる。なお、正パワーを有する透過型のホログラフィック光学素子とプリズムＮＰとを組み合わせて入射光学系ＮＫを構成してもよいし、正レンズとプリズムＮＰとを組み合わせて入射光学系ＮＫを構成してもよい。
【００３１】
入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉでの主光線変換角度θ（図３（Ａ））と、射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏでの主光線変換角度θ’（図３（Ｂ））と、が略同等（θ≒θ’）であることが好ましく、主光線変換角度θとθ’とが等しいこと（θ＝θ’）が更に好ましい。このように主光線変換角度θ，θ’を設定することにより、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉと射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏとで色収差をキャンセルすることができる。つまり、回折反射により反射方向に発生する色収差を打ち消すことが可能となるので、色収差の無い高性能の観察光学系ＫＫを実現することができる。なお、図３では、観察光学系ＫＫの光軸ＡＸがホログラフィック光学素子Ｈｉ，Ｈｏに対する画面中心主光線（表示素子ＤＰの画面中心から出射した主光線である。）に相当する。
【００３２】
導光板１の形状は、平行平面板状であるか、又は両面が同じ曲率半径を有する板状であることが好ましく、導光板１の表面の曲率半径が５００ｍｍ以上であることが更に好ましい。外景がまっすぐ前方に見えるようなシースルー性を得るには、平行平面板状の導光板１を採用することが好ましい。ただし、両面の曲率半径が５００ｍｍ以上であれば、平行平面板と大きな違いがなく、略同等の作用を得ることは可能である。
【００３３】
中間像ＩＭ１は、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉよりも射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに近い位置に形成されることが好ましい。中間像ＩＭ１の位置は、入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉよりも射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏに近い方が高い光学性能を確保し易いからである。
【００３４】
図６に、光路横回しタイプの眼鏡型の画像表示装置ＧＨの概略断面構造を、その上方から見た状態で示し、図７に、光路縦回しタイプの眼鏡型の画像表示装置ＧＨの概略外観構造を、その斜め上方から見た状態で示す。これらの画像表示装置ＧＨは、図１等に示す表示素子ＤＰ及び観察光学系ＫＫを、観察者眼ＥＹに対して左右対称に有する構成になっている。そして、画像表示装置ＧＨは、眼鏡型の形態をとるため、左右の観察者眼ＥＹの側方にそれぞれ位置するテンプル（つる）２と、左右の観察者眼ＥＹの前方にそれぞれ位置する導光板１（例えばガラス平板）と、左右の導光板１を連結するブリッジ３と、を備えている。
【００３５】
導光板１の表面Ｓ１，Ｓ２（図１等）には、図６，図７に示すように、入射光学系ＮＫ，入射側ホログラフィック光学素子Ｈｉ及び射出側ホログラフィック光学素子Ｈｏが保持されている。また、表示素子ＤＰは照明用の光源４（図６）等と共に筐体５内に収納されている。図６に示す画像表示装置ＧＨでは、筐体５がテンプル２に固定されることによって表示素子ＤＰがテンプル２に保持されており、図７に示す画像表示装置ＧＨでは、筐体５が左右の導光板１にそれぞれ固定されることによって表示素子ＤＰが導光板１に保持されている。
【００３６】
観察者は、テンプル２によって画像表示装置ＧＨを眼前に保持することができるので、表示素子ＤＰの画像ＩＭ０を虚像として観察しながら、通常の眼鏡と同様に、導光板１を通して外景を見ることができる。眼鏡という小さく限られた構造の中で画像表示装置を構成するのは非常に難しいが、頭部に装着する眼鏡型の画像表示装置では小型化・薄型化を達成することが必須になる。特に前側に重たいものがあると装着性が良くないので、この画像表示装置ＧＨでは、回折作用を効果的に利用したホログラフィック光学素子Ｈｉ，Ｈｏ，ＮＫを用いることにより、装着性を改善するとともに小型化・薄型化を実現している。したがって、コンパクトでありながら、明るい外景に広い画面で画像が重ねられたシースルー表示の可能な画像表示装置ＧＨを実現することができる。なお、上記特徴的な観察光学系ＫＫを用いれば、光路横回し・光路縦回しタイプの眼鏡型以外のＨＭＤ(head mounted display)，ＨＵＤ(headup display)等の画像表示装置においても、上記効果を得ることは可能である。
【符号の説明】
【００３７】
ＧＨ    画像表示装置
ＫＫ    観察光学系
ＮＫ    入射光学系
Ｈｉ    入射側ホログラフィック光学素子
Ｈｏ    射出側ホログラフィック光学素子
ＤＰ    表示素子
ＩＭ０    画像
ＩＭ１    中間像
ＡＸ    光軸（画面中心から出射した主光線）
Ｓ１，Ｓ２    導光板の表面
１    導光板
２    テンプル
３    ブリッジ
４    光源
５    筐体
ＥＰ    瞳
ＥＹ    観察者眼
【図１】
2017058400.tif 000003
【図２】
2017058400.tif 000004
【図３】
2017058400.tif 000005
【図４】
2017058400.tif 000006
【図５】
2017058400.tif 000007
【図６】
2017058400.tif 000008
【図７】
2017058400.tif 000009