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公開番号2025002321
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102408
出願日2023-06-22
発明の名称画像表示装置および画像表示システム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H04N 13/344 20180101AFI20241226BHJP(電気通信技術)
要約【課題】頭部形状のバラツキによらず、裸眼で視認される世界と画像表示装置を介して視認される世界との間のズレを低減しつつ、人間の視野特性を考慮した画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示素子(420)と、第1光軸(OA1)を有する表示光学系(400)と、撮像素子(320)と、第2光軸(OA2)を有する撮像光学系(300)とを有する画像表示装置(100)であって、第1光軸に沿った方向と画像表示装置の上下方向とを含む面において、第1光軸と第2光軸は一致しており、ユーザの眼と表示素子の画像表示中心とを結ぶ線は、第1光軸に相当する線に対して下方に第1角度(θ1)ずれており、撮像素子の撮像画像の切り出し中心への主光線の入射方向に相当する線は、第2光軸に相当する線に対して下方に第2角度(θ2)ずれており、第1角度と第2角度は、2度以上であり、かつ互いに等しい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
表示素子と、
第１光軸を有する表示光学系と、
撮像素子と、
第２光軸を有する撮像光学系とを有する画像表示装置であって、
前記第１光軸に沿った方向と前記画像表示装置の上下方向とを含む面において、前記第１光軸と前記第２光軸は一致しており、
ユーザの眼と前記表示素子の画像表示中心とを結ぶ線は、前記第１光軸に相当する線に対して下方に第１角度ずれており、
前記撮像素子の撮像画像の切り出し中心への主光線の入射方向に相当する線は、前記第２光軸に相当する線に対して下方に第２角度ずれており、
前記第１角度と前記第２角度は、２度以上であり、かつ互いに等しいことを特徴とする画像表示装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第１角度および前記第２角度はそれぞれ、５度以上かつ１５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示素子は、前記画像表示中心を前記第１光軸に対してシフトさせて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示中心は、前記表示素子の表示面の一部をマスクすることで、前記第１光軸に対して下方にシフトしていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記表示素子は、カラーフィルタまたはマイクロレンズを有し、
前記表示素子の表示面からの光の出射角に対する輝度および色度ずれのうち少なくとも一方を視野角特性とするとき、前記画像表示中心において前記表示面の法線方向での前記視野角特性よりも前記画像表示中心をずらす方向に向かって傾いた特定方向での前記視野角特性の方が高いことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記撮像素子は、前記撮像画像の切り出し中心を、前記第２光軸に対して下方もしくは上方にシフトさせて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記撮像画像の切り出し中心は、前記撮像素子に対する電気的な処理で、前記第２光軸に対して下方もしくは上方にシフトしていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第２光軸は、前記撮像光学系の物理的な光軸を電気的な処理で変換した後の光軸であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記表示光学系は、偏光を利用した光学系であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記表示光学系は、少なくとも一つの射出成型された樹脂レンズを含み、
前記樹脂レンズの成型ゲート部は、該樹脂レンズの上側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置および画像表示システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、接眼光学系を介して表示素子上の画像を拡大して観察するＨＭＤ（ヘッドマウンテッドディスプレイ）などの画像表示装置において、接眼光学系の広画角化が求められている。一方、人間の視野は上方向と下方向とで不均等であることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、表示光学系に対して撮像光学系を下方に傾けた画像表示装置が開示されている。特許文献２には、ユーザの水平視軸に対して表示光学系の光線が下方に傾いた画像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０６０７０６号公報
特開２０２１―０３３１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている画像表示装置では、撮像光学系の光軸と表示光学系の光軸とが一致していないため、裸眼で視認される世界と画像表示装置を介して視認される世界との間にズレが生じ、ユーザが違和感を覚える可能性がある。特許文献２に開示されている画像表示装置では、頭部形状のバラツキによって表示光学系により重畳されるＣＧの位置がずれることで、ユーザが違和感を覚える可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、頭部形状のバラツキによらず、裸眼で視認される世界と画像表示装置を介して視認される世界との間のズレを低減しつつ、人間の視野特性を考慮した画像表示装置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】
【０００７】
本発明の一側面としての画像表示装置は、表示素子と、第１光軸を有する表示光学系と、撮像素子と、第２光軸を有する撮像光学系とを有する画像表示装置であって、前記第１光軸に沿った方向と前記画像表示装置の上下方向とを含む面において、前記第１光軸と前記第２光軸は一致しており、ユーザの眼と前記表示素子の画像表示中心とを結ぶ線は、前記第１光軸に相当する線に対して下方に第１角度ずれており、前記撮像素子の撮像画像の切り出し中心への主光線の入射方向に相当する線は、前記第２光軸に相当する線に対して下方に第２角度ずれており、前記第１角度と前記第２角度は、２度以上であり、かつ互いに等しい。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、頭部形状のバラツキによらず、裸眼で視認される世界と画像表示装置を介して視認される世界との間のズレを低減しつつ、人間の視野特性を考慮した画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態における画像表示システムの外観図である。
本実施形態における画像表示装置の水平断面図である。
本実施形態における画像表示装置の垂直断面図である。
本実施形態における表示素子の画像表示中心の説明図である。
本実施形態における表示素子の画像表示中心の説明図である。
本実施形態における撮像素子の撮像画像の切り出し中心の説明図である。
本実施形態における撮像素子の撮像画像の切り出し中心の説明図である。
本実施形態における表示光学系を構成するレンズの説明図である。
本実施形態における表示光学系を構成するレンズの説明図である。
本実施形態における視線を検知するデバイスの説明図である。
本実施形態における画像表示システムの水平断面図である。
本実施形態におけるチルト調整手段の説明図である。
本実施形態における調整処理の説明図である。
本実施形態におけるハンドヘルドディスプレイの外観図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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