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公開番号2025033718
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139640
出願日2023-08-30
発明の名称表示装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250306BHJP(光学)
要約【課題】 HMD越しに観察するMR空間と直接見る外界とが共存しているような体験を得ることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示系と、左眼用、右眼用撮像系20L、20Rとを有し、それぞれの左眼用、右眼用撮像系20R、20Lで取得した外界の画像を表示系で略等倍に表示する表示装置102において、表示系は、表示素子1Rと、入射面SCR、2つの反射面SAR、SBR及び射出面SARを備える光学素子12Rとを有し、光学素子12Rは、表示素子1Rの中心位置から出た光が入射面SCRから光学素子12Rに入射し、2つの反射面SAR、SBRで視軸方向に折り畳みつつ水平方向の外側に向かうように反射され、射出面SARより射出して、光学素子12Rの射出瞳DPRに導かれるように構成され、射出瞳DPRより後方に位置する第二瞳DP2Rに入る光束が第二瞳DP2Rの径を満たさないように光束幅を制限する制限手段を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
表示系と、前記表示系の外界側に配置された左眼用、右眼用撮像系とを有し、それぞれの前記撮像系で取得した外界の画像を前記表示系で略等倍に表示する表示装置において、
前記表示系は、表示素子と、入射面、２つの反射面及び射出面を備える光学素子とを有し、
前記光学素子は、前記表示素子の中心位置から出た光が前記入射面から前記光学素子に入射し、２つの前記反射面で視軸方向に折り畳みつつ水平方向の外側に向かうように反射され、前記射出面より射出して、前記光学素子の射出瞳に導かれるように構成され、
前記射出瞳より後方に位置する第二瞳に入る光束が前記第二瞳の径を満たさないように光束幅を制限する制限手段を有することを特徴とする表示装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記制限手段は、水平方向外側の最周辺画角の前記光束の一部が前記第二瞳における評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記制限手段は、水平方向内側の最周辺画角の前記光束の一部が前記第二瞳における評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制限手段は、水平方向外側の最周辺画角の前記光束の全てが前記第二瞳における評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制限手段は、水平方向内側の最周辺画角の前記光束の全てが、前記第二瞳における評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制限手段は、水平方向外側の最周辺画角の前記光束の一部が、前記光学素子の前記射出瞳の評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記制限手段は、水平方向内側の最周辺画角の前記光束の一部が、前記光学素子の前記射出瞳の評価瞳径内に到達しないように前記光束幅を制限することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記光学素子は、偏心した形状のプリズム素子であって、
前記制限手段は、前記プリズム素子が有する二つの鋭角部分の内の少なくとも一つの前記鋭角部分を切除して形成された端面であることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、偏心した形状のプリズム素子であって、
前記制限手段は、前記プリズム素子を形成する一方の前記反射面の一部に形成された遮光膜であることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記光学素子は、偏心した形状のプリズム素子であって、
前記制限手段は、前記プリズム素子を形成する他方の前記反射面に形成された反射膜の領域を制限する制限部であることを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
複合現実感（ＭＲ：ＭｉｘｅｄＲｅａｌｉｔｙ）や拡張現実感（ＡＲ：ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）用途で用いられるビデオシースルー型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌａｙ）が知られている。ビデオシースルー型のＨＭＤでは、撮像系により取得した外界画像を、ＣＧと合成し、表示系を介して略等倍で観察されるようにしている。また、ビデオシースルー型のＨＭＤの周辺外界を遮蔽することが少なく、ＨＭＤ越しに観察するＭＲ空間と外界とが共存しているような体験も望まれている。
【０００３】
特許文献１には、撮像系の光軸と表示系の光軸とを略一致させ、且つ撮像系の入射瞳と表示系の射出瞳との距離を適切に配置することでＨＭＤを装着しないときの外界とビデオシースルーで見た外界との違和感を少なくする技術が開示されている。特許文献２には、観察者が外界の映像を観察した際に違和感の少ない、小型の光学系を備え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】
特許第３６０４９７９号公報
特開２０２２－１４４４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２には、ＨＭＤ越しに観察するＭＲ空間と外界とが共存しているような体験を可能にすることが開示されていない。
【０００６】
本発明の目的は、ＨＭＤ越しに観察するＭＲ空間と外界とが共存しているような体験を得ることが可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、表示系と、前記表示系の外界側に配置された左眼用、右眼用撮像系とを有し、それぞれの前記撮像系で取得した外界の画像を前記表示系で略等倍に表示する表示装置において、前記表示系は、表示素子と、入射面、２つの反射面及び射出面を備える光学素子とを有し、前記光学素子は、前記表示素子の中心位置から出た光が前記入射面から前記光学素子に入射し、２つの前記反射面で視軸方向に折り畳みつつ水平方向の外側に向かうように反射され、前記射出面より射出して、前記光学素子の射出瞳に導かれるように構成され、前記射出瞳より後方に位置する第二瞳に入る光束が前記第二瞳の径を満たさないよう光束幅を制限する制限手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＨＭＤ越しに観察するＭＲ空間と直接見る外界とが繋がりを有して共存しているような体験を得ることが可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係る表示装置１００の要部概略図である。
第１の実施例に係る表示装置１０１の要部概略図である。
（Ａ）、（Ｂ）第１の実施例の表示装置１０１における第二瞳の位置に光学系入射瞳を配置したカメラで取得した画像を示す図である。
第２の実施例に係る表示装置１０２の要部概略図である。
（Ａ）、（Ｂ）第２の実施例の表示装置１０２における第二瞳の位置に光学系入射瞳を配置したカメラで取得した画像を示す図である。
第３の実施例に係る表示装置１０３の要部概略図である。
第４の実施例に係る表示装置１０４の要部概略図である。
第５の実施例に係る表示装置１０５の要部概略図である。
第６の実施例に係る表示装置１０６の要部概略図である。
（Ａ）、（Ｂ）第６の実施例の表示装置１０６における第二瞳の位置に光学系入射瞳を配置したカメラで取得した画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明の実施形態の構成を以下に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る表示装置１００の要部概略図である。図１の紙面は、ＹＺ平面（断面）に相当し、水平方向にＹ軸、視軸方向にＺ軸、紙面に垂直な方向にＸ軸が定義されている。ＹＺ平面は、本発明の表示装置１００の水平方向断面となっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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