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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024108505
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20240805BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240805BHJP
G02B 5/32 20060101ALI20240805BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
G02B5/30
G02B5/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023012911
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小村 真一
(72)【発明者】
【氏名】高橋 泰啓
(72)【発明者】
【氏名】廣澤 仁
【テーマコード（参考）】
2H149
2H199
2H249
【Ｆターム（参考）】
2H149AA01
2H149AB01
2H149BA02
2H149DA04
2H149EA06
2H149EA07
2H149EA10
2H149FC09
2H199CA23
2H199CA25
2H199CA30
2H199CA63
2H199CA65
2H199CA68
2H199CA74
2H199CA82
2H249CA05
2H249CA09
2H249CA22
(57)【要約】
【課題】視度調整機能を実現する。
【解決手段】一実施形態によれば、表示装置は、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】一実施形態によれば、表示装置は、直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、
前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、
前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、
前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、
を備える、表示装置。
前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、
前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、
前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、
を備える、表示装置。
【請求項2】
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、１／４波長板である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、
前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向する半透過層、及び、前記半透過層に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、
前記第２位相差板に対向する反射偏光板、前記反射偏光板に対向する第３位相差板、及び、前記第３位相差板に対向しレンズ作用を有する液晶素子を備える第２構造体と、
前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、
を備える、表示装置。
前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向する半透過層、及び、前記半透過層に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、
前記第２位相差板に対向する反射偏光板、前記反射偏光板に対向する第３位相差板、及び、前記第３位相差板に対向しレンズ作用を有する液晶素子を備える第２構造体と、
前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、
を備える、表示装置。
【請求項4】
前記第１位相差板、前記第２位相差板、及び、前記第３位相差板は、１／４波長板である、請求項３に記載の表示装置。
【請求項5】
前記液晶素子は、第１液晶分子及び第２液晶分子を含む複数の液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化した液晶層を有し、
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、請求項３に記載の表示装置。
前記液晶層は、平面視において、複数の前記第１液晶分子が同一方向に配向した第１環状領域と、前記第１環状領域の外側で複数の前記第２液晶分子が同一方向に配向した第２環状領域と、を有し、
前記第１液晶分子の配向方向は、前記第２液晶分子の配向方向とは異なる、請求項３に記載の表示装置。
【請求項6】
さらに、筐体と、前記筐体に固定された支持体と、を備え、
前記第１構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、
前記第２構造体は、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第２構造体を移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
前記第１構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、
前記第２構造体は、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第２構造体を移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
【請求項7】
さらに、筐体と、前記筐体に固定された支持体と、を備え、
前記第２構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、前記第１構造体に固定され、
前記第１構造体及び前記表示モジュールは、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第１構造体及び前記表示モジュールを移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
前記第２構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、前記第１構造体に固定され、
前記第１構造体及び前記表示モジュールは、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第１構造体及び前記表示モジュールを移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
【請求項8】
さらに、筐体と、前記筐体に固定された支持体と、を備え、
前記第２構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、前記筐体に固定され、
前記第１構造体は、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第１構造体を移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
前記第２構造体は、前記支持体により支持され、
前記表示モジュールは、前記筐体と前記第１構造体との間に配置され、前記筐体に固定され、
前記第１構造体は、前記可変機構により支持され、
前記可変機構は、前記筐体に固定され、前記第１構造体を移動可能に構成されている、請求項１または３に記載の表示装置。
【請求項9】
前記表示モジュールは、照明装置と、前記照明装置と前記第１構造体との間に配置された液晶パネルと、を備えている、請求項１または３に記載の表示装置。
【請求項10】
前記第２位相差板と前記反射偏光板との間に空気層が介在している、請求項１または３に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、ユーザの頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイを用いて、例えば仮想現実（ＶＲ：ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）を提供する技術が注目されている。ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの眼前に設けられたディスプレイに画像が表示されるように構成されている。これにより、ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザは、臨場感のある仮想現実空間を体験することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２００３－５０４６６３号公報
【特許文献2】特表２００３－５２９７９５号公報
【特許文献3】特開２０１８－１０６１６０号公報
【特許文献4】特開２０１９－５３１５２号公報
【特許文献5】特開２０１９－１４８６２６号公報
【特許文献6】特開２０１９－１４８６２７号公報
【特許文献7】特開２００４－２３３９０６号公報
【特許文献8】特表２０２０－５２３６２０号公報
【特許文献9】特開２０２２－６３５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態の目的は、視度調整機能を備えた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】
【0005】
一実施形態によれば、表示装置は、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向するホログラフィック光学素子、及び、前記ホログラフィック光学素子に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、及び、前記反射偏光板に対向する透明基板を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
【0006】
一実施形態によれば、表示装置は、
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向する半透過層、及び、前記半透過層に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、前記反射偏光板に対向する第３位相差板、及び、前記第３位相差板に対向しレンズ作用を有する液晶素子を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
直線偏光の表示光を出射するように構成された表示モジュールと、前記表示モジュールに対向する第１位相差板、前記第１位相差板に対向する半透過層、及び、前記半透過層に対向する第２位相差板を備える第１構造体と、前記第２位相差板に対向する反射偏光板、前記反射偏光板に対向する第３位相差板、及び、前記第３位相差板に対向しレンズ作用を有する液晶素子を備える第２構造体と、前記第１構造体と前記第２構造体との間隔を可変するための可変機構と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【0009】
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｘ軸に沿った方向を第１方向Ｘと称し、Ｙ軸に沿った方向を第２方向Ｙと称し、Ｚ軸に沿った方向を第３方向Ｚと称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ－Ｙ平面を見ることを平面視という。
【0010】
《基本構成》
図１は、ヘッドマウントディスプレイ１の外観の一例を示す斜視図である。
図１は、ヘッドマウントディスプレイ１の外観の一例を示す斜視図である。
【0011】
ヘッドマウントディスプレイ１は、例えば、右眼用の表示装置ＤＳＰＲと、左眼用の表示装置ＤＳＰＬと、を備えている。ユーザがヘッドマウントディスプレイ１を頭部に装着した状態では、表示装置ＤＳＰＲは当該ユーザの右眼の眼前に位置するように配置され、また、表示装置ＤＳＰＬは当該ユーザの左眼の眼前に位置するように配置されている。
【0012】
【0013】
ヘッドマウントディスプレイ１は、表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬを収容する筐体ＨＳと、表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々に設けられた可変機構ＳＬと、を備えている。
【0014】
表示装置ＤＳＰＲは、表示装置ＤＳＰＬと実質的に同様に構成されている。表示装置ＤＳＰＲ及び表示装置ＤＳＰＬの各々は、表示モジュールＤＭと、光学システム４と、を備えている。表示モジュールＤＭは、直線偏光の表示光を出射するように構成されている。表示装置ＤＳＰＲの光学システム４は、表示モジュールＤＭからの表示光を右眼ＥＲに導くように構成されている。表示装置ＤＳＰＬの光学システム４は、表示モジュールＤＭからの表示光を左眼ＥＬに導くように構成されている。
【0015】
一例では、表示モジュールＤＭは、液晶パネル及び照明装置によって構成されているが、これに限らない。例えば、表示モジュールＤＭは、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤなどの自発光型の発光素子を備えた表示パネルであってもよい。表示モジュールＤＭが発光素子を備えた表示パネルである場合、照明装置は省略される。
【0016】
可変機構ＳＬは、筐体ＨＳに固定されている。後述するが、可変機構ＳＬは、光学システム４の第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔を可変するための機構である。
【0017】
次に、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰのいくつかの構成例について説明する。
【0018】
【0019】
表示モジュールＤＭは、表示パネル２と、照明装置３と、を備えている。表示パネル２は、透過型の液晶パネルであり、平板状に形成されている。表示パネル２は、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＥによって封止されている。第１偏光板ＰＬ１は、照明装置３と第１基板ＳＵＢ１との間に配置されている。第２偏光板ＰＬ２は、第２基板ＳＵＢ２と光学システム４との間に配置されている。
【0020】
表示パネル２は、直線偏光の表示光ＤＬを出射するように構成された表示領域ＤＡを有している。表示領域ＤＡは、照明装置３からの照明光を選択的に変調するように構成されている。照明光の一部は、第２偏光板ＰＬ２を透過し、直線偏光の表示光ＤＬに変換される。第２偏光板ＰＬ２の表面を表示面ＤＳと称する。
【0021】
光学システム４は、第１構造体４Ａと、第２構造体４Ｂと、を備えている。第１構造体４Ａは、表示面ＤＳの法線方向において、第２構造体４Ｂから離間している。第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが介在している。表示パネル２は、照明装置３と第１構造体４Ａとの間に配置されている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0022】
第１構造体４Ａは、表示モジュールＤＭに対向する第１位相差板Ｒ１と、第１位相差板Ｒ１に対向するホログラフィック光学素子２０と、ホログラフィック光学素子２０に対向する第２位相差板Ｒ２と、を備えている。ホログラフィック光学素子２０は、第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に位置している。一例では、第１位相差板Ｒ１、ホログラフィック光学素子２０、及び、第２位相差板Ｒ２は、互いに接着されている。
【0023】
第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
ホログラフィック光学素子２０は、入射光のうちの一部の光を反射・回折するとともに、集光するレンズ作用を有するものである。ホログラフィック光学素子２０は、干渉縞のパターンを有し、入射光を所定の方向に回折するものである。
ホログラフィック光学素子２０は、入射光のうちの一部の光を反射・回折するとともに、集光するレンズ作用を有するものである。ホログラフィック光学素子２０は、干渉縞のパターンを有し、入射光を所定の方向に回折するものである。
【0024】
第２構造体４Ｂは、第２位相差板Ｒ２に対向する反射偏光板ＰＲと、反射偏光板ＰＲに対向する透明基板ＴＳと、を備えている。一例では、反射偏光板ＰＲは、透明基板ＴＳに接着されている。空気層４Ｃは、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に介在している。
【0025】
反射偏光板ＰＲは、入射光のうち、第１直線偏光を透過し、第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射するものである。一例として、反射偏光板ＰＲは、多層薄膜型のものや、ワイヤグリッド型のものなどである。
透明基板ＴＳは、ガラス基板や樹脂基板である。
透明基板ＴＳは、ガラス基板や樹脂基板である。
【0026】
可変機構ＳＬ及び支持体ＳＰは、筐体ＨＳに固定されている。
【0027】
第１構造体４Ａは、支持体ＳＰにより支持されており、筐体ＨＳに対して一定の間隔をおいて固定されている。表示モジュールＤＭは、筐体ＨＳと第１構造体４Ａとの間に配置されている。このような構成においては、表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａは、筐体ＨＳに対して、表示面ＤＳの法線方向に移動することなく保持されている。
【0028】
第２構造体４Ｂは、可変機構ＳＬにより支持されている。可変機構ＳＬは、表示面ＤＳの法線方向に第２構造体４Ｂを移動可能に構成されている。第２構造体４Ｂが移動するとき、可変機構ＳＬは、第２構造体４Ｂを面内で回転させることなく、表示面ＤＳの法線方向に第２構造体４Ｂをスライドさせる。これにより、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔を可変することができる。
【0029】
図４は、表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。
【0030】
まず、表示モジュールＤＭは、表示面ＤＳから第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0031】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子２０を透過し、他の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子２０で反射される。ホログラフィック光学素子２０を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換される。
【0032】
なお、第１円偏光ＣＰ１がホログラフィック光学素子２０で反射された際には、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの第２円偏光ＣＰ２に変換される。ホログラフィック光学素子２０で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第１位相差板Ｒ１を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換され、表示モジュールＤＭにおいて吸収される。
【0033】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２直線偏光ＬＰ２は、反射偏光板ＰＲで反射される。反射偏光板ＰＲで反射された第２直線偏光ＬＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0034】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子２０で反射・回折され、他の第１円偏光ＣＰ１はホログラフィック光学素子２０を透過する。第１円偏光ＣＰ１がホログラフィック光学素子２０で反射・回折された際には、第２円偏光ＣＰ２に変換される。ホログラフィック光学素子２０で反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
なお、ホログラフィック光学素子２０を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
なお、ホログラフィック光学素子２０を透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0035】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、反射偏光板ＰＲを透過し、ホログラフィック光学素子２０のレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0036】
このような表示装置ＤＳＰによれば、光学システム４は、ホログラフィック光学素子２０と反射偏光板ＰＲとの間を３回通る光路を有している。つまり、光学システム４において、ホログラフィック光学素子２０と反射偏光板ＰＲとの間の光学的な距離は、実際のホログラフィック光学素子２０と反射偏光板ＰＲとの間隔の約３倍となる。これにより、表示モジュールＤＭの表示面ＤＳを物体としたとき、ユーザは、光学システム４を介して遠方に形成される物体の拡大された虚像を観察することができる。
【0037】
ところで、視力の低いユーザは、遠方の虚像を鮮明に見ることができない。このようなユーザに対しては、虚像の位置をユーザに近づけることが要求される。第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔を調整することにより、虚像の位置を調整することができる。例えば、物体に相当する表示面ＤＳの光学的な位置を光学システム４の焦点から離れる側に移動することにより、虚像の位置をユーザに近づけることができる。
【0038】
つまり、本実施形態によれば、ユーザの視力に合わせて画像の見え方を調整する視度調整機能を具備することができる。また、図２に示したように、右眼用の表示装置ＤＳＰＲ及び左眼用の表示装置ＤＳＰＬに対してそれぞれ可変機構ＳＬが設けられている。このため、表示装置ＤＳＰＲ及びＤＳＰＬのそれぞれの虚像の位置を独立して調整することができる。これにより、右眼及び左眼のそれぞれの視力に応じて、表示装置ＤＳＰＲ及びＤＳＰＬのそれぞれの虚像を鮮明に表示することができる。
【0039】
また、可変機構ＳＬが第２構造体４Ｂを移動させる際に、第２構造体４Ｂの面内での回転を伴わない。このため、反射偏光板ＰＲにおける透過軸（または反射軸）が面内で回転することがなく、軸ずれに起因した表示品位の低下を抑制できるとともに、光の利用効率の低下を抑制することができる。
【0040】
なお、図４を参照して説明した第１直線偏光ＬＰ１を第２直線偏光ＬＰ２に置換してもよいし、第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0041】
ここで、虚像の位置の調整例について説明する。
【0042】
図５は、第２構造体４Ｂの移動前及び移動後の様子を示す図である。
ここでの第２構造体４Ｂは、反射偏光板ＰＲと、透明基板ＴＳと、を備えている。
ここでの第２構造体４Ｂは、反射偏光板ＰＲと、透明基板ＴＳと、を備えている。
【0043】
図の左側には第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第２構造体４Ｂを表示モジュールＤＭに近接するように移動することで実現される。
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第２構造体４Ｂを表示モジュールＤＭに近接するように移動することで実現される。
【0044】
【0045】
ホログラフィック光学素子２０から前方（ユーザの瞳の側）に焦点距離ｆの位置を第１焦点ＦＰ１とし、ホログラフィック光学素子２０から後方に焦点距離ｆの位置を第２焦点ＦＰ２とする。
【0046】
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に位置する場合、実線で示す表示面ＤＳの端部Ｅ１１と第２焦点ＦＰ２とを通る線がホログラフィック光学素子２０の位置と交差する点を点Ｐ１１とし、ホログラフィック光学素子２０の端部２０Ｅと第１焦点ＦＰ１とを通る線が、点Ｐ１１を通る垂線と交差する点を点Ｐ１２とする。このとき、虚像Ｖ１は、実線で示すように、点Ｐ１２の位置に形成される。
【0047】
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に位置する場合、破線で示す表示面ＤＳの端部Ｅ２１と第２焦点ＦＰ２とを通る線がホログラフィック光学素子２０の位置と交差する点を点Ｐ２１とし、ホログラフィック光学素子２０の端部２０Ｅと第１焦点ＦＰ１とを通る線が、点Ｐ２１を通る垂線と交差する点を点Ｐ２２とする。このとき、虚像Ｖ２は、破線で示すように、点Ｐ２２の位置に形成される。
【0048】
このように、第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0049】
《第２構成例》
図７は、表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。
図７に示す第２構成例は、図３に示した第１構成例と比較して、第１構造体４Ａ及び表示モジュールＤＭが可変機構ＳＬにより支持され、第２構造体４Ｂが支持体ＳＰにより支持された点で相違している。以下、これらの相違点を中心に説明する。
図７は、表示装置ＤＳＰの第２構成例を示す断面図である。
図７に示す第２構成例は、図３に示した第１構成例と比較して、第１構造体４Ａ及び表示モジュールＤＭが可変機構ＳＬにより支持され、第２構造体４Ｂが支持体ＳＰにより支持された点で相違している。以下、これらの相違点を中心に説明する。
【0050】
第２構造体４Ｂは、筐体ＨＳに固定された支持体ＳＰにより支持されている。このため、第２構造体４Ｂは、筐体ＨＳに対して一定の間隔をおいて固定されている。
【0051】
表示モジュールＤＭは、筐体ＨＳと第１構造体４Ａとの間に配置され、第１構造体４Ａに固定されているが、筐体ＨＳには固定されていない。このような表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａは、一体の構造体ＢＤを構成する。
【0052】
構造体ＢＤ（表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａのブロック）は、筐体ＨＳに固定された可変機構ＳＬにより支持されている。可変機構ＳＬは、表示面ＤＳの法線方向に構造体ＢＤを移動可能に構成されている。構造体ＢＤが移動するとき、可変機構ＳＬは、構造体ＢＤを面内で回転させることなく、表示面ＤＳの法線方向に構造体ＢＤをスライドさせる。これにより、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔（あるいは、ホログラフィック光学素子２０と反射偏光板ＰＲとの間隔）を可変することができる。
【0053】
図８は、構造体ＢＤの移動前及び移動後の様子を示す図である。
ここでの構造体ＢＤは、表示モジュールＤＭと、第１位相差板Ｒ１と、ホログラフィック光学素子２０と、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
ここでの構造体ＢＤは、表示モジュールＤＭと、第１位相差板Ｒ１と、ホログラフィック光学素子２０と、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
【0054】
図の左側には構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが構造体ＢＤを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが構造体ＢＤを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
【0055】
このような第２構成例において、光学システム４を展開した場合、図６を参照して説明したのと同様の図が得られる。つまり、第１構造体４Ａを含む構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0056】
《第３構成例》
図９は、第１構造体４Ａの移動前及び移動後の様子を示す図である。
第３構成例は、図７に示した第２構成例と比較して、表示モジュールＤＭが筐体ＨＳに固定され、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを移動可能に構成された点で相違している。
ここでの第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、ホログラフィック光学素子２０と、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
図９は、第１構造体４Ａの移動前及び移動後の様子を示す図である。
第３構成例は、図７に示した第２構成例と比較して、表示モジュールＤＭが筐体ＨＳに固定され、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを移動可能に構成された点で相違している。
ここでの第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、ホログラフィック光学素子２０と、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
【0057】
図の左側には第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
【0058】
このような第３構成例において、光学システム４を展開した場合、図６を参照して説明したのと同様の図が得られる。つまり、第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0059】
【0060】
表示モジュールＤＭは、表示パネル２と、照明装置３と、を備えている。表示パネル２の構成については、第１構成例と同一であり、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【0061】
光学システム４は、第１構造体４Ａと、第２構造体４Ｂと、を備えている。第１構造体４Ａは、表示面ＤＳの法線方向において、第２構造体４Ｂから離間している。第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間には、空気層４Ｃが介在している。表示パネル２は、照明装置３と第１構造体４Ａとの間に配置されている。第１構造体４Ａは、表示パネル２と第２構造体４Ｂとの間（あるいは表示パネル２と空気層４Ｃとの間）に配置されている。
【0062】
第１構造体４Ａは、表示モジュールＤＭに対向する第１位相差板Ｒ１と、第１位相差板Ｒ１に対向する半透過層ＨＭと、半透過層ＨＭに対向する第２位相差板Ｒ２と、を備えている。半透過層ＨＭは、第１位相差板Ｒ１と第２位相差板Ｒ２との間に位置している。一例では、第１位相差板Ｒ１、半透過層ＨＭ、及び、第２位相差板Ｒ２は、互いに接着されている。
【0063】
第１位相差板Ｒ１及び第２位相差板Ｒ２は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
半透過層ＨＭは、入射光のうちの一部の光を透過し、その他の光を反射するものである。一例として、半透過層ＨＭは、アルミニウムや銀などの金属材料で形成された薄膜である。このような半透過層ＨＭの透過率は、約５０％である。
半透過層ＨＭは、入射光のうちの一部の光を透過し、その他の光を反射するものである。一例として、半透過層ＨＭは、アルミニウムや銀などの金属材料で形成された薄膜である。このような半透過層ＨＭの透過率は、約５０％である。
【0064】
第２構造体４Ｂは、第２位相差板Ｒ２に対向する反射偏光板ＰＲと、反射偏光板ＰＲに対向する第３位相差板Ｒ３と、第３位相差板に対向する液晶素子１０と、を備えている。第３位相差板Ｒ３は、反射偏光板ＰＲと液晶素子１０との間に位置している。一例では、反射偏光板ＰＲ、第３位相差板Ｒ３、及び、液晶素子１０は、互いに接着されている。空気層４Ｃは、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に介在している。
【0065】
反射偏光板ＰＲは、入射光のうち、第１直線偏光を透過し、第１直線偏光と直交する第２直線偏光を反射するものである。
第３位相差板Ｒ３は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
液晶素子１０は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第１円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。なお、ここでは、円偏光を集光するレンズ作用を有する素子の一例として、液晶素子１０を挙げたが、同等のレンズ作用を有するものであれば、液晶を利用した素子に限定されるものではない。
第３位相差板Ｒ３は、１／４波長板であり、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。
液晶素子１０は、特定波長の光に対して１／２波長の位相差を付与するとともに、第１円偏光を集光するレンズ作用を有するものである。なお、ここでは、円偏光を集光するレンズ作用を有する素子の一例として、液晶素子１０を挙げたが、同等のレンズ作用を有するものであれば、液晶を利用した素子に限定されるものではない。
【0066】
可変機構ＳＬ及び支持体ＳＰは、筐体ＨＳに固定されている。
【0067】
第１構造体４Ａは、支持体ＳＰにより支持されており、筐体ＨＳに対して一定の間隔をおいて固定されている。表示モジュールＤＭは、筐体ＨＳと第１構造体４Ａとの間に配置されている。このような構成においては、表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａは、筐体ＨＳに対して、表示面ＤＳの法線方向に移動することなく保持されている。
【0068】
第２構造体４Ｂは、可変機構ＳＬにより支持されている。可変機構ＳＬは、表示面ＤＳの法線方向に第２構造体４Ｂを移動可能に構成されている。第２構造体４Ｂが移動するとき、可変機構ＳＬは、第２構造体４Ｂを面内で回転させることなく、表示面ＤＳの法線方向に第２構造体４Ｂをスライドさせる。これにより、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔を可変することができる。
【0069】
【0070】
液晶素子１０は、基板１１と、配向膜ＡＬ１１と、液晶層（第１液晶層）ＬＣ１と、配向膜ＡＬ１２と、基板１２と、を備えている。
【0071】
基板１１及び１２は、光を透過する透明基板であり、例えば、ガラス基板または樹脂基板である。基板１１は、例えば、図１０に示した第３位相差板Ｒ３と接着されるが、第３位相差板Ｒ３と置換してもよい。
【0072】
配向膜ＡＬ１１は、基板１１の内面１１Ａに配置されている。図１１に示す例では、配向膜ＡＬ１１は、基板１１に接しているが、配向膜ＡＬ１１と基板１１との間に他の薄膜が介在していてもよい。
配向膜ＡＬ１２は、基板１２の内面１２Ａに配置されている。図１１に示す例では、配向膜ＡＬ１２は、基板１２に接しているが、配向膜ＡＬ１２と基板１２との間に他の薄膜が介在していてもよい。配向膜ＡＬ１２は、第３方向Ｚにおいて、配向膜ＡＬ１１と対向している。
配向膜ＡＬ１１及びＡＬ１２は、例えば、ポリイミドによって形成され、いずれもＸ－Ｙ平面に沿った配向規制力を有する水平配向膜である。
配向膜ＡＬ１２は、基板１２の内面１２Ａに配置されている。図１１に示す例では、配向膜ＡＬ１２は、基板１２に接しているが、配向膜ＡＬ１２と基板１２との間に他の薄膜が介在していてもよい。配向膜ＡＬ１２は、第３方向Ｚにおいて、配向膜ＡＬ１１と対向している。
配向膜ＡＬ１１及びＡＬ１２は、例えば、ポリイミドによって形成され、いずれもＸ－Ｙ平面に沿った配向規制力を有する水平配向膜である。
【0073】
液晶層ＬＣ１は、配向膜ＡＬ１１及びＡＬ１２の間に配置され、配向膜ＡＬ１１及びＡＬ１２に接している。液晶層ＬＣ１は、第３方向Ｚに沿った厚さｄ１を有している。液晶層ＬＣ１は、第３方向Ｚに沿った配向方向が揃ったネマティック液晶を有している。
【0074】
すなわち、液晶層ＬＣ１は、複数の液晶構造体ＬＭＳ１を有している。１つの液晶構造体ＬＭＳ１に着目すると、液晶構造体ＬＭＳ１は、その一端側に位置する液晶分子ＬＭ１１と、その他端側に位置する液晶分子ＬＭ１２と、を有している。液晶分子ＬＭ１１は配向膜ＡＬ１１に近接し、液晶分子ＬＭ１２は配向膜ＡＬ１２に近接している。液晶分子ＬＭ１１の配向方向、及び、液晶分子ＬＭ１２の配向方向は、ほぼ一致している。また、液晶分子ＬＭ１１と液晶分子ＬＭ１２との間の他の液晶分子ＬＭ１の配向方向も、液晶分子ＬＭ１１の配向方向とほぼ一致している。なお、ここでの液晶分子ＬＭ１の配向方向とは、Ｘ－Ｙ平面における液晶分子の長軸の方向に相当する。
【0075】
また、液晶層ＬＣ１において、第１方向Ｘに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ１は、互いに配向方向が異なっている。同様に、第２方向Ｙに沿って隣接する複数の液晶構造体ＬＭＳ１についても、互いに配向方向が異なっている。配向膜ＡＬ１１に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ１１の配向方向、及び、配向膜ＡＬ１２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ１２の配向方向は、連続的（あるいは線形）に変化している。
【0076】
このような液晶層ＬＣ１は、液晶分子ＬＭ１１及び液晶分子ＬＭ１２を含む液晶分子ＬＭ１の配向方向が固定された状態で硬化している。つまり、液晶分子ＬＭ１の配向方向は、電界に応じて制御されるものではない。このため、液晶素子１０は、配向制御のための電極を備えていない。
【0077】
液晶層ＬＣ１の屈折率異方性あるいは複屈折性（液晶層ＬＣ１の異常光に対する屈折率ｎｅと常光に対する屈折率ｎｏとの差分）をΔｎとしたとき、液晶層ＬＣ１のリタデーション（位相差）Δｎ・ｄ１は、特定波長λの１／２に設定されている。
【0078】
【0079】
図１２には、液晶層ＬＣ１のＸ－Ｙ平面における空間位相の一例が示されている。ここに示す空間位相は、液晶構造体ＬＭＳ１に含まれる液晶分子ＬＭ１のうち、配向膜ＡＬ１１に近接する液晶分子ＬＭ１１の配向方向として示している。
【0080】
図中の点線で示した同心円では、空間位相が揃っている。あるいは、隣接する２つの同心円で囲まれた環状領域では、液晶分子ＬＭ１１の配向方向が揃っている。但し、隣接する環状領域の液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、互いに異なっている。
【0081】
液晶層ＬＣ１は、平面視において、第１環状領域Ｃ１と、第２環状領域Ｃ２と、を有している。第２環状領域Ｃ２は、第１環状領域Ｃ１の外側に位置している。第１環状領域Ｃ１は、同一方向に配向した第１液晶分子ＬＭ１１１によって構成されている。また、第２環状領域Ｃ２は、同一方向に配向した第２液晶分子ＬＭ１１２によって構成されている。第１液晶分子ＬＭ１１１の配向方向は、第２液晶分子ＬＭ１１２の配向方向とは異なっている。
【0082】
同様に、同心円の中心の領域から、径方向に沿って並んだ液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、互いに異なり、連続的に変化している。つまり、図示したＸ－Ｙ平面内において、液晶層ＬＣ１の空間位相は、径方向に沿って異なり、連続的に変化している。
【0083】
このような構成の液晶素子１０に第１円偏光が入射した場合、第１円偏光は、同心円の中心に向かって集光され、しかも、液晶素子１０の透過光は、第１円偏光とは逆回りの第２円偏光に変換される。
【0084】
図１３は、表示装置ＤＳＰの光学作用を説明するための図である。
【0085】
まず、表示モジュールＤＭは、表示面ＤＳから第１直線偏光ＬＰ１の表示光ＤＬを出射する。表示光ＤＬは、第１位相差板Ｒ１を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0086】
第１位相差板Ｒ１を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過し、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射される。半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第２位相差板Ｒ２を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換される。
【0087】
なお、第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第１円偏光ＣＰ１とは逆回りの第２円偏光ＣＰ２に変換される。半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第１位相差板Ｒ１を透過して第２直線偏光ＬＰ２に変換され、表示モジュールＤＭにおいて吸収される。
【0088】
第２位相差板Ｒ２を透過した第２直線偏光ＬＰ２は、反射偏光板ＰＲで反射される。反射偏光板ＰＲで反射された第２直線偏光ＬＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。
【0089】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１円偏光ＣＰ１のうち、一部の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭで反射され、他の第１円偏光ＣＰ１は半透過層ＨＭを透過する。第１円偏光ＣＰ１が半透過層ＨＭで反射された際には、第２円偏光ＣＰ２に変換される。半透過層ＨＭで反射された第２円偏光ＣＰ２は、第２位相差板Ｒ２を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
なお、半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
なお、半透過層ＨＭを透過した第１円偏光ＣＰ１は、第１位相差板Ｒ１を透過して第１直線偏光ＬＰ１に変換される。
【0090】
第２位相差板Ｒ２を透過した第１直線偏光ＬＰ１は、反射偏光板ＰＲを透過し、さらに、第３位相差板Ｒ３を透過して第１円偏光ＣＰ１に変換される。第３位相差板Ｒ３を透過した第１円偏光ＣＰ１は、液晶素子１０において、第２円偏光ＣＰ２に変換されるとともにレンズ作用を受けてユーザの瞳Ｅに集光される。
【0091】
このような第４構成例においても、上記の第１構成例と同様の効果が得られる。
【0092】
なお、図１３を参照して説明した第１直線偏光ＬＰ１を第２直線偏光ＬＰ２に置換してもよいし、第１円偏光ＣＰ１を第２円偏光ＣＰ２に置換してもよい。
【0093】
ここで、虚像の位置の調整例について説明する。
【0094】
図１４は、第２構造体４Ｂの移動前及び移動後の様子を示す図である。
ここでの第２構造体４Ｂは、反射偏光板ＰＲと、第３位相差板Ｒ３と、液晶素子１０と、を備えている。
ここでの第２構造体４Ｂは、反射偏光板ＰＲと、第３位相差板Ｒ３と、液晶素子１０と、を備えている。
【0095】
図の左側には第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第２構造体４Ｂを表示モジュールＤＭに近接するように移動することで実現される。
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第２構造体４Ｂを表示モジュールＤＭに近接するように移動することで実現される。
【0096】
【0097】
液晶素子１０から前方（ユーザの瞳の側）に焦点距離ｆの位置を第１焦点ＦＰ１とし、液晶素子１０から後方に焦点距離ｆの位置を第２焦点ＦＰ２とする。
【0098】
第２構造体４Ｂが第１位置Ｐ１に位置する場合、実線で示す表示面ＤＳの端部Ｅ１１と第２焦点ＦＰ２とを通る線が液晶素子１０の位置と交差する点を点Ｐ１１とし、液晶素子１０の端部１０Ｅと第１焦点ＦＰ１とを通る線が、点Ｐ１１を通る垂線と交差する点を点Ｐ１２とする。このとき、虚像Ｖ１は、実線で示すように、点Ｐ１２の位置に形成される。
【0099】
第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に位置する場合、破線で示す表示面ＤＳの端部Ｅ２１と第２焦点ＦＰ２とを通る線が液晶素子１０の位置と交差する点を点Ｐ２１とし、液晶素子１０の端部１０Ｅと第１焦点ＦＰ１とを通る線が、点Ｐ２１を通る垂線と交差する点を点Ｐ２２とする。このとき、虚像Ｖ２は、破線で示すように、点Ｐ２２の位置に形成される。
【0100】
このように、第２構造体４Ｂが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0101】
《第５構成例》
図１６は、表示装置ＤＳＰの第５構成例を示す断面図である。
図１６に示す第５構成例は、図１０に示した第４構成例と比較して、第１構造体４Ａ及び表示モジュールＤＭが可変機構ＳＬにより支持され、第２構造体４Ｂが支持体ＳＰにより支持された点で相違している。以下、これらの相違点を中心に説明する。
図１６は、表示装置ＤＳＰの第５構成例を示す断面図である。
図１６に示す第５構成例は、図１０に示した第４構成例と比較して、第１構造体４Ａ及び表示モジュールＤＭが可変機構ＳＬにより支持され、第２構造体４Ｂが支持体ＳＰにより支持された点で相違している。以下、これらの相違点を中心に説明する。
【0102】
第２構造体４Ｂは、筐体ＨＳに固定された支持体ＳＰにより支持されている。このため、第２構造体４Ｂは、筐体ＨＳに対して一定の間隔をおいて固定されている。
【0103】
表示モジュールＤＭは、筐体ＨＳと第１構造体４Ａとの間に配置され、第１構造体４Ａに固定されているが、筐体ＨＳには固定されていない。このような表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａは、一体の構造体ＢＤを構成する。
【0104】
構造体ＢＤ（表示モジュールＤＭ及び第１構造体４Ａのブロック）は、筐体ＨＳに固定された可変機構ＳＬにより支持されている。可変機構ＳＬは、表示面ＤＳの法線方向に構造体ＢＤを移動可能に構成されている。構造体ＢＤが移動するとき、可変機構ＳＬは、構造体ＢＤを面内で回転させることなく、表示面ＤＳの法線方向に構造体ＢＤをスライドさせる。これにより、第１構造体４Ａと第２構造体４Ｂとの間隔（あるいは、半透過層ＨＭと反射偏光板ＰＲとの間隔）を可変することができる。
【0105】
図１７は、構造体ＢＤの移動前及び移動後の様子を示す図である。
ここでの構造体ＢＤは、表示モジュールＤＭと、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
ここでの構造体ＢＤは、表示モジュールＤＭと、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
【0106】
図の左側には構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが構造体ＢＤを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
構造体ＢＤが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが構造体ＢＤを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
【0107】
このような第５構成例において、光学システム４を展開した場合、図１５を参照して説明したのと同様の図が得られる。つまり、第１構造体４Ａを含む構造体ＢＤが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0108】
《第６構成例》
図１８は、第１構造体４Ａの移動前及び移動後の様子を示す図である。
第６構成例は、図１６に示した第５構成例と比較して、表示モジュールＤＭが筐体ＨＳに固定され、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを移動可能に構成された点で相違している。
ここでの第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
図１８は、第１構造体４Ａの移動前及び移動後の様子を示す図である。
第６構成例は、図１６に示した第５構成例と比較して、表示モジュールＤＭが筐体ＨＳに固定され、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを移動可能に構成された点で相違している。
ここでの第１構造体４Ａは、第１位相差板Ｒ１と、半透過層ＨＭと、第２位相差板Ｒ２と、を備えている。
【0109】
図の左側には第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態（移動前）が示され、図の右側には第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態（移動後）が示されている。
第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
第１構造体４Ａが第１位置Ｐ１に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第１間隔Ｇ１が形成されている。
第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に配置されている状態では、第２位相差板Ｒ２と反射偏光板ＰＲとの間に第２間隔Ｇ２が形成されている。第２間隔Ｇ２は、第１間隔Ｇ１より小さい。このような状態は、可変機構ＳＬが第１構造体４Ａを反射偏光板ＰＲに近接するように移動することで実現される。
【0110】
このような第６構成例において、光学システム４を展開した場合、図１５を参照して説明したのと同様の図が得られる。つまり、第１構造体４Ａが第２位置Ｐ２に移動することにより、表示面ＤＳが第２焦点ＦＰ２から遠ざかり、虚像Ｖ２の位置がユーザの瞳の側に近接する。このため、近視のユーザに対して、鮮明に観察できる画像を表示することができる。
【0111】
以上説明したように、本実施形態によれば、視度調整機能を備えた表示装置を提供することができる。
【0112】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0113】
１…ヘッドマウントディスプレイ ＤＳＰ…表示装置
ＤＭ…表示モジュール ２…表示パネル ３…照明装置
４…光学システム ４Ａ…第１構造体 ４Ｂ…第２構造体 ４Ｃ…空気層
Ｒ１…第１位相差板 Ｒ２…第２位相差板 Ｒ３…第３位相差板
ＨＭ…半透過層 ＰＲ…反射偏光板 ＴＳ…透明基板
１０…液晶素子 ２０…ホログラフィック光学素子
ＳＬ…可変機構 ＳＰ…支持体
ＤＭ…表示モジュール ２…表示パネル ３…照明装置
４…光学システム ４Ａ…第１構造体 ４Ｂ…第２構造体 ４Ｃ…空気層
Ｒ１…第１位相差板 Ｒ２…第２位相差板 Ｒ３…第３位相差板
ＨＭ…半透過層 ＰＲ…反射偏光板 ＴＳ…透明基板
１０…液晶素子 ２０…ホログラフィック光学素子
ＳＬ…可変機構 ＳＰ…支持体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】