特開 2024-169016 頭部装着型表示装置

(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】P2024169016

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】頭部装着型表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20241128BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20241128BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02F1/1335 505

H04N5/64 511A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023086184

(22)【出願日】2023-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(72)【発明者】

【氏名】児玉 拓海

【テーマコード（参考）】

2H199

2H291

【Ｆターム（参考）】

2H199CA12

2H199CA23

2H199CA25

2H199CA42

2H199CA47

2H199CA48

2H199CA50

2H199CA54

2H199CA86

2H199CA94

2H291FA02X

2H291FA14X

2H291LA21

2H291MA02

(57)【要約】

【課題】液晶パネルを備える頭部装着型表示装置において、ペンタイル画素構造において、映像品位を向上させる。
【解決手段】本発明の頭部装着型表示装置は、第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第１画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、第１画素と隣り合う第２画素と、を有する第１表示パネルと、第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第３画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、第３画素と隣り合う第４画素と、を有する第２表示パネルと、第１表示パネルからの第１画像光を投射するための第１光学系と、第２表示パネルからの第２画像光を投射するための第２光学系と、を備える。第１表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第１画素である。第２表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第４画素である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第１画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、前記第１画素と隣り合う第２画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第１表示パネルと、
第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第３画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、前記第３画素と隣り合う第４画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第２表示パネルと、
前記第１表示パネルからの第１画像光を投射するための第１光学系と、
前記第２表示パネルからの第２画像光を投射するための第２光学系と、
を備え、
前記第１表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第１画素であり、
前記第２表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第４画素である、
頭部装着型表示装置。

【請求項2】

前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルは、互いに同じペンタイル画素構造を有する、
請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項3】

前記第１表示パネル又は前記第２表示パネルは、発光しない冗長画素列又は冗長画素行を有する、
請求項１又は２に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項4】

前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルに対し、入射光の光軸に沿った方向からの平面視において、前記第１色のサブ画素は、前記第２色のサブ画素及び第３色のサブ画素よりも小さい、
請求項１又は２に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項5】

前記第２表示パネルにおいて、前段に配置されているカラーフィルター及びサブ画素電極に対応する光学素子は、入射光の進行方向に沿って見て前記カラーフィルターと重なる領域において入射光を集光し、入射光の進行方向に沿って見て前記カラーフィルターと重ならない領域において正のパワーを有する、
請求項１又は２に記載の頭部装着型表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、頭部装着型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、色光から当該色の画像光を生成する光変調装置として液晶パネルを備える頭部装着型表示装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、画素配列構造の画素アレイを備える電気光学装置が開示されている。特許文献１の電気光学装置では、視感度が最も高い第１色のサブ画素と第１色とは異なる第２色のサブ画素と視感度が最も低い第３色のサブ画素とがマトリックス状に配置されている。第１色のサブ画素と第２色のサブ画素とが交互に配列される行と、第１色のサブ画素と第３色のサブ画素とが交互に配列される行とが交互に配列されている。第１色のサブ画素と第２色のサブ画素とが交互に配列される列と、第１色のサブ画素と第３色のサブ画素とが交互に配列される列とが交互に配列されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－０７５８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１に開示されている電気光学装置では、単位画素内に赤色／緑色又は青色／緑色の２種類の発光画素、すなわちサブ画素をマトリクス配置している所謂ペンタイル構造が用いられている。ペンタイル構造は、画素内にＲＧＢの３原色に対応するサブ画素を持つ画素に比べて各画素の発光色が１色分少ないことで映像品位が低下する場合があった。前述の映像品位の低下は、例えば携帯端末装置等の映像を直視するときだけではなく、ヘッドマウントディスプレイ等のように光学系を通して映像を視るときにも発生する。そのため、液晶パネル等の電気光学装置を備える頭部装着型表示装置において、映像品位を向上させる対策が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの態様の頭部装着型表示装置は、第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第１画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、第１画素と隣り合う第２画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第１表示パネルと、第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第３画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、第３画素と隣り合う第４画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第２表示パネルと、第１表示パネルからの第１画像光を投射するための第１光学系と、第２表示パネルからの第２画像光を投射するための第２光学系と、を備える。第１表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第１画素である。第２表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第４画素である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】観察者が本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置を装着した状態を示す概略図である。

【図2】図１の頭部装着型表示装置の概略図である。

【図3】図１の頭部装着型表示装置の左眼用画像表示部の概略図である。

【図4】図３の左眼用画像表示部の画像表示パネルの正面図である。

【図5】図１の頭部装着型表示装置の右眼用画像表示部の画像表示パネルの正面図である。

【図6】図１の頭部装着型表示装置が用いられたときの左眼及び右眼の視聴イメージを説明するための概略図である。

【図7】第２実施形態の頭部装着型表示装置の右眼用画像表示部の画像表示パネルの正面図である。

【図8】第２実施形態の頭部装着型表示装置が用いられたときの左眼及び右眼の視聴イメージを説明するための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。各図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を変えている場合がある。

【0009】

［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態について、図１から図６を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の頭部装着型表示装置１００の概略図である。図２は、頭部装着型表示装置１００は、例えば、観察者Ｍが眼鏡を掛ける感覚で頭部に装着して使用される装置である。

【0010】

頭部装着型表示装置１００は、眼鏡に類似した形状を有する表示部１１１と、観察者Ｍが手で持つことが可能な程度の形状及び大きさを有する不図示の制御装置と、を備える。表示部１１１と制御装置とは、有線又は無線で通信可能に接続され、例えば、ケーブル１５０によって接続されている。具体的には、表示部１１１を構成する左眼用画像表示部１１１Ａ及び右眼用画像表示部１１１Ｂの各々と制御装置とは、ケーブル１５０を介して有線で通信可能に接続されている。左眼用画像表示部１１１Ａ及び右眼用画像表示部１１１Ｂの各々と制御装置との間で、画像信号や制御信号が通信される。

【0011】

表示部１１１は、メインフレーム１２０と、左眼用画像表示部１１１Ａと、右眼用画像表示部１１１Ｂと、を備える。メインフレーム１２０は、観察者Ｍが耳に掛けるための一対のテンプル部１２２Ａ，１２２Ｂを備える。メインフレーム１２０は、左眼用画像表示部１１１Ａと、右眼用画像表示部１１１Ｂと、を支持する部材である。

【0012】

右眼用画像表示部１１１Ｂと左眼用画像表示部１１１Ａとは、同様の構成を有しており、双方の表示部１１１内の各構成要素は左右対称に配置されている。そのため、以下では、左眼用画像表示部１１１Ａについて詳細に説明し、右眼用画像表示部１１１Ｂの説明を省略する。

【0013】

図示していないが、制御装置は、表示画面部と、操作ボタン部と、を備える。表示画面部は、例えば、観察者Ｍに提示する各種の情報や指示等を表示する。

【0014】

以下、図面においてＸＹＺ座標系を用いる。Ｘ軸は、観察者Ｍの前後方向に相当する。Ｙ軸は、観察者Ｍの左右方向に相当する。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向であり、観察者Ｍの上下方向に相当する。本実施形態において、Ｙ軸に沿って一方側に向く方向を＋Ｙ方向とし、他方側に向く方向を－Ｙ方向とする。Ｘ軸に沿って一方側に向く方向を＋Ｘ方向とし、他方側に向く方向を－Ｘ方向とする。

【0015】

図３は、左眼用画像表示部１１１Ａの概略図である。図３に示すように、左眼用画像表示部１１１Ａは、画像表示パネル１１と、投射レンズ１５と、導光部材２０と、を有する。

【0016】

画像表示パネル１１は、液晶パネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等の画像表示デバイスによって構成され、本実施形態では例えば、液晶パネルである。画像表示パネル１１については、後述する。

【0017】

投射レンズ１５は、画像表示パネル１１が表示する画像光Ｇを導光部材２０の入射部２２に投射する。投射レンズ１５は、正のパワーを有し、例えば両凸レンズである。投射レンズ１５は、光学ガラス又はプラスチック等のように透光性を有する材料から形成されている。なお、投射レンズ１５は、１枚のレンズから構成されている場合に限らず、複数枚のレンズによって構成されていてもよい。

【0018】

導光部材２０は、入射部２２と、導光体２１と、光射出部３１と、を有する。

【0019】

入射部２２は光透過性を有する材料からなる三角プリズム状の導光部材である。入射部２２は、投射レンズ１５からの画像光Ｇが入射する入射面２２ａと、入射する画像光Ｇを反射して導光体２１内に導く反射面２２ｂと、を有する。反射面２２ｂには、不図示のアルミ蒸着膜が形成されている。反射面２２ｂは、入射する画像光Ｇを反射し、画像光Ｇの光路を導光体２１側に向ける。画像光Ｇは、入射部２２から導光体２１へと入射する。なお、反射面２２ｂには、アルミ蒸着膜に替えて、銀膜や、銀膜と誘電体多層膜との積層膜が形成されていてもよい。銀膜と誘電体多層膜との積層膜によって、反射率を異ならせ、画像光Ｇの色のバランスがとられていてもよい。

【0020】

導光体２１は、光透過性を有する材料からなる板状の導光部材である。導光体２１及び入射部２２の屈折率は、互いに略等しい。導光体２１及び入射部２２は、例えば光学ガラスで形成されている。

【0021】

導光体２１は、観察者ＭのＹ軸に沿って延びる板状部材からなる。具体的には、導光体２１は、射出瞳ＳＭの中心を通る光軸ＡＸに対して僅かに傾けて配置されている。射出瞳ＳＭは、観察者Ｍが頭部装着型表示装置１００を装着した際に、観察者Ｍの眼ＭＥが置かれる位置である。射出瞳ＳＭの中心を通る軸は、光軸ＡＸとして設定されている。導光体２１は、観察者Ｍの－Ｙ方向側に向かって－Ｘ方向側に、すなわち顔に近づくように、傾斜している。導光体２１は、観察者Ｍの顔の曲線に沿って形成されている。

【0022】

導光体２１は、互いに平行な一対の第１面２１ａ及び第２面２１ｂを有する。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、外界像に関して拡大やフォーカスズレを生じさせない。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、内部を伝播する画像光Ｇを全反射させる全反射面として作用し、画像光Ｇを光射出部３１に導く。第２面２１ｂは、反射面２２ｂに連続する平面をなす。

【0023】

導光体２１に入射する画像光Ｇは、第１面２１ａに入射することによって全反射される。画像光Ｇは、第２面２１ｂに入射して全反射される。画像光Ｇは、第１面２１ａ及び第２面２１ｂ間で１回以上全反射されることで入射部２２から離間する方向に伝搬し、光射出部３１に到達する。

【0024】

光射出部３１は、導光体２１の第１面２１ａに設けられている。光射出部３１は、導光体２１内を伝搬する画像光Ｇを射出瞳ＳＭに向けて射出する。射出瞳ＳＭは、導光体２１の第１面２１ａ側に位置する。光射出部３１は、導光体２１の第１面２１ａに光学的に接着されている。光射出部３１は、導光体２１の第１面２１ａに沿ってＹ方向に延びる板状部材によって構成されている。

【0025】

光射出部３１は、透明部材３６と、複数のハーフミラー３８とを有する。複数のハーフミラー３８は、透明部材３６内に埋設されている。透明部材３６の屈折率は、導光体２１の屈折率と略等しい。このことによって、光射出部３１と導光体２１との界面における画像光Ｇの反射が低減される。

【0026】

複数のハーフミラー３８の長手方向は、Ｚ軸に沿っている。複数のハーフミラー３８は、透明部材３６内でＹ軸にいて所定のピッチで配置されている。複数のハーフミラー３８は、互いに平行に配置されている。複数のハーフミラー３８は、第１面２１ａに対して同一の傾斜角度をなすように配置されている。各々のハーフミラー３８は、導光体２１の第１面２１ａに対して近い側の端部３８ｆが導光体２１の第１面２１ａに対して遠い側の端部３８ｒよりも入射部２２側、すなわち－Ｙ方向側に近く配置されるように、傾いた状態で配置されている。

【0027】

光射出部３１において、Ｙ軸の－Ｙ方向側の第１端面３３及び＋Ｙ方向側の第２端面３４とハーフミラー３８とは、互いに平行に配置されている。光射出部３１は、導光体２１の第２面２１ｂ側から第１面２１ａ側に入射する光を透過し、射出瞳ＳＭに入射させる。観察者Ｍは、光射出部３１及び導光部材２０を介して外界像をシースルー光ＳＬとして観察することができる。

【0028】

左眼用画像表示部１１１Ａでは、画像表示パネル１１から射出される画像光Ｇは、投射レンズ１５に入射する。投射レンズ１５を通る画像光Ｇは、入射部２２の入射面２２ａから導光部材２０に入射した後、反射面２２ｂで反射され、導光体２１の内部を通過し、光射出部３１に到達する。画像光Ｇが光射出部３１に入射する角度は、入射部２２から離れるに従って大きくなる。つまり、光射出部３１の入射部２２から相対的に遠い＋Ｙ方向側の位置には、光軸ＡＸに対して平面視での傾斜角度の大きな画像光Ｇが入射する。画像光Ｇは、光射出部３１に対して入射部２２から相対的に遠い＋Ｙ方向側から入射する程、ハーフミラー３８によって相対的に小さな角度で反射される。一方、光射出部３１の入射部２２に相対的に近い－Ｙ方向側では、光軸ＡＸに対して傾斜角度の小さな画像光Ｇが入射し、ハーフミラー３８によって相対的に大きな角度で反射される。

【0029】

光射出部３１に入射する画像光Ｇが設計された所定の角度で屈折及び伝搬することによって、画像光Ｇが射出瞳ＳＭに向けて取り出し可能な状態となり、最終的に射出瞳ＳＭに位置する観察者Ｍの眼ＭＥに入射する。光射出部３１から射出された画像光Ｇは、虚像光として観察者Ｍの眼ＭＥに入射し、虚像光が観察者Ｍの網膜において結像する。このことによって、観察者Ｍは虚像による映像を認識することができる。

【0030】

次に、頭部装着型表示装置１００が備える画像表示パネル１１について、説明する。図４は、頭部装着型表示装置１００の左眼用画像表示部１１１Ａが画像表示パネル１１として備える画像表示パネル１１Ａの概略図である。図４は、画像表示パネル１１Ａを画像光Ｇの光軸ＡＸに沿って正面視した場合の図である。

【0031】

図４に示すように、画像表示パネル１１Ａは、複数の画素２００を有する。複数の画素２００は、光軸ＡＸに直交する面において、ｎ行ｍ列のマトリックス状に配置されている。ｎは、２以上の任意の自然数である。ｍは、２以上の任意の自然数であり、ｎに依存しない。光軸ＡＸに直交し、Ｚ軸に直交する軸を、Ｄ１軸とする。Ｄ１軸において、一方側を＋Ｄ１側と記載し、他方側を－Ｄ１側と記載される場合がある。光軸及びＤ１軸に直交する軸を、Ｄ２軸とする。Ｄ２軸において、一方側を＋Ｄ２側と記載し、他方側を－Ｄ２側と記載される場合がある。

【0032】

画像表示パネル１１Ａの各々の画素２００には、赤色の画像光Ｇを発する赤色サブ画素２０１Ｒと、緑色の画像光Ｇを発する緑色サブ画素２０１Ｇと、青色の画像光Ｇを発する青色サブ画素２０１Ｂの少なくとも何れか２色のサブ画素が含まれる。Ｄ１軸及びＤ２軸を含む面内で、各色のサブ画素同士の間には、不図示のブラックマトリックス領域が設けられている。

【0033】

本実施形態では、画像表示パネル１１Ａの画素２００の各色のサブ画素は、例えばペンタイル方式で配置されている。光軸ＡＸにおいて画像表示パネル１１Ａの投射レンズ１５に対向する側とは反対側から見たときに、画像表示パネル１１Ａの複数の行ＬＥ１～ＬＥｎのうちで奇数行ＬＥ１，ＬＥ３，・・・の各行には、－Ｄ１側から＋Ｄ１側に向かって、赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００と、青色サブ画素２０１Ｂ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。画像表示パネル１１Ａの奇数行ＬＥｊの赤色サブ画素２０１Ｒを含む画素２００は、Ｄ１軸において、－Ｄ１側の赤色サブ画素２０１Ｒと＋Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇとに区画されている。ｊは、１以上ｎ以下の奇数を表す。赤色サブ画素２０１Ｒを含む画素２００において、Ｄ１軸における赤色サブ画素２０１Ｒの幅は、Ｄ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅よりも大きく、例えばＤ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅の２倍である。画像表示パネル１１Ａの奇数行ＬＥｊの青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００は、Ｄ１軸において、－Ｄ１側の青色サブ画素２０１Ｂと＋Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇとに区画されている。青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００において、Ｄ１軸における青色サブ画素２０１Ｂの幅は、Ｄ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅よりも大きく、例えばＤ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅の２倍である。

【0034】

画像表示パネル１１Ａの複数の行ＬＥ１～ＬＥｎのうちで偶数行ＬＥ２，ＬＥ４，・・・の各行には、－Ｄ１側から＋Ｄ１側に向かって、青色サブ画素２０１Ｂ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００と、赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。画像表示パネル１１Ａの偶数行ＬＥｋの青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００は、Ｄ１軸において、－Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇと＋Ｄ１側の青色サブ画素２０１Ｂとに区画されている。青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００において、Ｄ１軸における青色サブ画素２０１Ｂの幅は、Ｄ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅よりも大きい。画像表示パネル１１Ａの偶数行ＬＥｋの赤色サブ画素２０１Ｒを含む画素２００は、Ｄ１軸において、－Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇと＋Ｄ１側の赤色サブ画素２０１Ｒとに区画されている。赤色サブ画素２０１Ｒを含む画素２００において、Ｄ１軸における赤色サブ画素２０１Ｒの幅は、Ｄ１軸における緑色サブ画素２０１Ｇの幅よりも大きい。

【0035】

したがって、光軸ＡＸにおいて画像表示パネル１１Ａの投射レンズ１５に対向する側とは反対側から見たときに、画像表示パネル１１Ａの複数の列ＲＥ１～ＲＥｎのうちで奇数列ＲＥ１，ＲＥ３，・・・の各列には、＋Ｄ２側から－Ｄ２側に向かって、－Ｄ１側の赤色サブ画素２０１Ｒと＋Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇとを含む画素２００と、－Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇと＋Ｄ１側の青色サブ画素２０１Ｂとを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。画像表示パネル１１Ａの複数の列ＲＥ１～ＲＥｎのうちで偶数列ＲＥ２，ＲＥ４，・・・の各列には、＋Ｄ２側から－Ｄ２側に向かって、＋Ｄ２側から－Ｄ２側に向かって、－Ｄ１側の青色サブ画素２０１Ｂと＋Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇとを含む画素２００と、－Ｄ１側の緑色サブ画素２０１Ｇと＋Ｄ１側の赤色サブ画素２０１Ｒとを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。

【0036】

図５は、頭部装着型表示装置１００の右眼用画像表示部１１１Ｂが画像表示パネル１１として備える画像表示パネル１１Ｂの概略図である。図５は、画像表示パネル１１Ｂを画像光Ｇの光軸ＡＸに沿って正面視した場合に対応する図である。

【0037】

画像表示パネル１１Ｂは、画像表示パネル１１Ａと同様に、複数の画素２００を有する。複数の画素２００は、光軸ＡＸに直交する面において、ｎ行ｍ列のマトリックス状に配置されている。画像表示パネル１１Ｂの各々の画素２００にも、赤色の画像光Ｇを発する赤色サブ画素２０１Ｒと、緑色の画像光Ｇを発する緑色サブ画素２０１Ｇと、青色の画像光Ｇを発する青色サブ画素２０１Ｂの少なくとも何れか２色のサブ画素が含まれる。

【0038】

画像表示パネル１１Ｂにおける複数の画素２００の各色のサブ画素の配置パターンは、例えばペンタイル方式で配置され、上述した画像表示パネル１１Ａにおける複数の画素２００の各色のサブ画素の配置パターンと同一である。但し、図５に示すように、画像表示パネル１１Ｂでは、投射レンズ１５に対向する側とは反対側から見たときに、Ｄ１軸において最も－Ｄ１側の奇数列ＲＥ１は、非表示とされ、発光しない冗長画素列に設定されている。すなわち、画像表示パネル１１Ｂの奇数列ＲＥ１では、－Ｄ１側から＋Ｄ１側に向かって、画像表示パネル１１Ａの赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００に替わる黒色表示サブ画素２０１Ｋ，２０２Ｋを含む画素２００と、画像表示パネル１１Ａの緑色サブ画素２０１Ｇ及び青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００に替わる黒色表示サブ画素２０２Ｋ，２０３Ｋを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。

【0039】

以上説明した第１実施形態の頭部装着型表示装置１００は、第１表示パネルとしての左眼用画像表示部１１１Ａの画像表示パネル１１Ａと、第２表示パネルとしての右眼用画像表示部１１１Ｂの画像表示パネル１１Ｂと、左眼用の光学系と、右眼用の光学系と、を備える。画像表示パネル１１Ａにおいて、第１画素と、第２画素と、を含む複数の画素２００が行列状に配置されている。第１画素は、第１色のサブ画素である緑色サブ画素２０１Ｇ、及び、第２色のサブ画素である赤色サブ画素２０１Ｒを有する。第２画素は、緑色サブ画素２０１Ｇ、及び、第３色のサブ画素である青色サブ画素２０１Ｂを有する。第２画素は、Ｄ１軸及びＤ２軸で第１画素と隣り合って配置されている。画像表示パネル１１Ｂにおいて、第３画素と、第４画素と、含む複数の画素２００が行列状に配置されている。第３画素は、第１色のサブ画素である緑色サブ画素２０１Ｇ、及び、第２色のサブ画素である赤色サブ画素２０１Ｒを有する。第４画素は、緑色サブ画素２０１Ｇ、及び、第３色のサブ画素である青色サブ画素２０１Ｂを有する。第４画素は、Ｄ１軸及びＤ２軸で第３画素と隣り合って配置されている。左眼用の光学系は、第１光学系に相当し、第１画像光である画像表示パネル１１Ａからの画像光Ｇを投射するために設けられている。左眼用の光学系は、例えば、左眼用画像表示部１１１Ａの投射レンズ１５と、導光部材２０と、を備える。右眼用の光学系は、第２光学系に相当し、第２画像光である画像表示パネル１１Ｂからの画像光Ｇを投射するために設けられている。右眼用の光学系は、例えば、右眼用画像表示部１１１Ｂの図示略の投射レンズと、導光装置と、を備える。画像表示パネル１１Ａにおける表示画素の第１列第１行には、第１画素及び第２画素が配置されている。画像表示パネル１１Ｂにおける表示画素の第１列第１行には、第１画素に対応する第４画素、及び、第２画素に対応する第３画素が配置されている。画像表示パネル１１Ｂにおける表示画素の第１列第１行とは、画像表示パネル１１Ｂにおける非表示状態の冗長画素行又は冗長画素列を除いた表示状態の画素の第１列第１行を表す。すなわち、表示画素の第１列とは、表示状態の画素２００のうちの最も端の列であり、表示画素の第１行とは、表示状態の画素２００のうちの最も端の行である。画像表示パネル１１Ａにおける表示画素の第１列第１行とは１列分又は１行分ずれている。

【0040】

図６は、頭部装着型表示装置１００が用いられたときの観察者Ｍの左眼及び右眼の視聴イメージを説明するための概略図である。第１実施形態の頭部装着型表示装置１００では、第１表示パネルである画像表示パネル１１Ａ又は第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂの正面視の最も外側の行又は最も外側の列の冗長画素を非表示とする、すなわち黒色表示とすることによって、図６に示すように、画像表示パネル１１Ａにおける表示画素の第１列第１行の第１画素と、画像表示パネル１１Ｂにおける表示画素の第１列第１行の第４画素とが観察者Ｍの脳内で互いに重なり、画像表示パネル１１Ａにおける表示画素の第１列第１行の第２画素と、画像表示パネル１１Ｂにおける表示画素の第１列第１行の第３画素とが観察者Ｍの脳内で互いに重なり、視認される。第１実施形態の頭部装着型表示装置１００では、左眼と右眼との視差をふまえた画像が画像表示パネル１１Ａ，１１Ｂのそれぞれから表示され、第１光学系及び第２光学系を介して、観察者Ｍに違和感のない画像、映像が視認される。第１実施形態の頭部装着型表示装置１００では、画像表示パネル１１Ａの赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００と、画像表示パネル１１Ｂの緑色サブ画素２０１Ｇ及び青色サブ画素２０１Ｂを含む画素２００と、が互いに重なるように、画像表示パネル１１Ａ，１１Ｂの画素２００が配置されている。第１実施形態の頭部装着型表示装置１００によれば、観察者Ｍが視認する画像が画素２００単位で３原色で発光している状態と同様になり、画像や映像の表示品位を向上させることができる。

【0041】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００において、第１表示パネルである画像表示パネル１１Ａ、及び第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂは、互いに同じペンタイル画素構造を有する。

【0042】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００によれば、第１画素から第４画素までの各々の画素２００の赤色サブ画素２０１Ｒ、緑色サブ画素２０１Ｇ、及び青色サブ画素２０１Ｂの配置がＤ１軸及びＤ２軸に沿って切り替わる。このことによって、観察者Ｍが視認する画像が画素２００単位で３原色で発光している状態を容易に実現し、画像や映像の表示品位を向上させることができる。

【0043】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００において、第１表示パネルである画像表示パネル１１Ａ、又は、第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂは、発光しない冗長画素列又は冗長画素行を有する。例えば、第１実施形態の頭部装着型表示装置１００では、画像表示パネル１１Ｂは、発光しない冗長画素列として奇数列ＲＥ１を有する。

【0044】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００によれば、観察者Ｍは、画像表示パネル１１Ａの奇数列ＲＥｊの赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを有する画素２００と、画像表示パネル１１Ｂの偶数列ＲＥｋの青色サブ画素２０１Ｂ及び緑色サブ画素２０１Ｇを有する画素２００とが互いに重なり、視認される。このことによって、第１実施形態の頭部装着型表示装置１００における画像や映像の表示品位を向上させることができる。

【0045】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００において、画像表示パネル１１Ａ，１１Ｂに対し、入射光である画像光Ｇの光軸ＡＸに沿った方向からの平面視において、第１色のサブ画素である緑色サブ画素２０１Ｇは、第２色のサブ画素である赤色サブ画素２０１Ｒ、及び、第３色のサブ画素である青色サブ画素２０１Ｂよりも小さい。

【0046】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００によれば、赤色サブ画素２０１Ｒ及び青色サブ画素２０１Ｂが３原色のうちで視感度が最も高い緑色光を射出する緑色サブ画素２０１Ｇよりも大きいため、赤色、緑色、青色の映像の視感度のバランスがとれ、観察者Ｍが良好なカラーバランスの画像や映像を観察することができる。

【0047】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００において、
第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂの前段に配置されている不図示のカラーフィルター及びサブ画素電極に対応する光学素子は、画像光Ｇの進行方向に沿って見たときにカラーフィルターと重なる領域において画像光Ｇを集光し、画像光Ｇの進行方向に沿って見たときにカラーフィルターと重ならない領域において正のパワーを有することが好ましい。

【0048】

第１実施形態の頭部装着型表示装置１００によれば、カラーフィルター及びサブ画素電極に対応する光学素子が上述のように正のパワーを有するため、観察者Ｍの視覚処理において、画像表示パネル１１Ｂの第４画素及び第３画素が画像表示パネル１１Ａの第１画素及び第２画素と良好に重なる。

【0049】

［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について、図７及び図８を用いて説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成には対応する第１実施形態の構成と同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明を省略する。第２実施形態では、第１実施形態とは異なる構成や内容について説明する。

【0050】

図示していないが、第２実施形態の頭部装着型表示装置は、第１実施形態の頭部装着型表示装置１００と同様の構成を備える。

【0051】

図７は、第２実施形態の頭部装着型表示装置の右眼用画像表示部が画像表示パネルとして備える画像表示パネル１１Ｂの概略図である。図７は、画像表示パネル１１Ｂを画像光Ｇの光軸ＡＸに沿って正面視した場合に対応する図である。図７に示すように、画像表示パネル１１Ｂでは、投射レンズ１５に対向する側とは反対側から見たときに、Ｄ２軸において最も＋Ｄ２側の奇数行ＬＥ１は、非表示とされ、発光しない冗長画素行に設定されている。すなわち、画像表示パネル１１Ｂの奇数行ＬＥ１では、－Ｄ１側から＋Ｄ１側に向かって、画像表示パネル１１Ａの赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００に替わる黒色表示サブ画素２０１Ｋ，２０２Ｋを含む画素２００と、画像表示パネル１１Ａの青色サブ画素２０１Ｂ及び緑色サブ画素２０１Ｇを含む画素２００に替わる黒色表示サブ画素２０３Ｋ，２０２Ｋを含む画素２００と、が前述の順に交互に配置されている。

【0052】

以上説明した第２実施形態の頭部装着型表示装置は、第１実施形態の頭部装着型表示装置１００と同様の構成を備えるので、第１実施形態の頭部装着型表示装置１００と同様の作用効果を奏する。

【0053】

また、第２実施形態の頭部装着型表示装置において、第１表示パネルである画像表示パネル１１Ａ、及び第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂは、発光しない冗長画素列又は冗長画素行を有する。例えば、第２実施形態の頭部装着型表示装置では、画像表示パネル１１Ｂは、発光しない冗長画素行として奇数行ＬＥ１を有する。

【0054】

第２実施形態の頭部装着型表示装置によれば、観察者Ｍは、画像表示パネル１１Ａの奇数行ＬＥｊの赤色サブ画素２０１Ｒ及び緑色サブ画素２０１Ｇを有する画素２００と、画像表示パネル１１Ｂの偶数行ＬＥｋの青色サブ画素２０１Ｂ及び緑色サブ画素２０１Ｇを有する画素２００とが互いに重なり、視認される。このことによって、第２実施形態の頭部装着型表示装置においても、画像や映像の表示品位を向上させることができる。

【0055】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

【0056】

例えば、上述の実施形態では、第２表示パネルである画像表示パネル１１Ｂのみに冗長画素列又は冗長画素行が設けられているが、画素表示パネル１１Ｂに替えて、画素表示パネル１１Ａのみに冗長画素列又は冗長画素行が設けられてもよい。また、画素表示パネル１１Ａ，１１Ｂの一方の表示パネルでは、１列目や１行目に替えて、ｍ列目やｎ行目に冗長画素列又は冗長画素行が設けられてもよい。

【0057】

例えば、上述の実施形態では、画像表示パネル１１Ａ，１１Ｂにおいて、赤色サブ画素２０１Ｒ、緑色サブ画素２０１Ｇ、及び青色サブ画素２０１Ｂがペンタイル方式で配置されているが、これらの各色のサブ画素は、ペンタイル方式以外の例えばストライプ方式、ダイヤモンド配列等で配置されていてもよい。

【0058】

例えば、本発明の頭部装着型表示装置の詳細な構成は、上述の実施形態で説明した構成に限定されない。

【0059】

［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
（付記１）第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第１画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、前記第１画素と隣り合う第２画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第１表示パネルと、第１色のサブ画素及び第２色のサブ画素を有する第３画素と、第１色のサブ画素及び第３色のサブ画素を有し、前記第３画素と隣り合う第４画素と、を含む複数の画素が行列状に配置された第２表示パネルと、前記第１表示パネルからの第１画像光を投射するための第１光学系と、前記第２表示パネルからの第２画像光を投射するための第２光学系と、を備え、前記第１表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第１画素であり、前記第２表示パネルにおける表示画素の第１列第１行は、第４画素である、頭部装着型表示装置。

【0060】

付記１の構成では、第１表示パネルの第１画素と、第２表示パネルの第４画素と、が互いに重なって視認されるように、第１表示パネル及び第２表示パネルの画素が配置されている。付記１の構成により、観察者が視認する画像が画素単位で３原色で発光している状態と同様になり、映像品位を向上させることができる。

【0061】

（付記２）前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルは、互いに同じペンタイル画素構造を有する、付記１の頭部装着型表示装置。

【0062】

付記２の構成により、第１表示パネルの第１画素と、第２表示パネルの第４画素と、を容易に、互いに重なって視認されるようにすることができる。

【0063】

（付記３）前記第１表示パネル又は前記第２表示パネルは、発光しない冗長画素列又は冗長画素行を有する、付記１又は付記２の頭部装着型表示装置。

【0064】

付記３の構成では、第１表示パネルの奇数列又は奇数行の画素と、第２表示パネルの偶数列又は偶数行の画素と、が互いに重なって視認されるように、第１表示パネル及び第２表示パネルの画素が配置されている。付記３の構成により、観察者が視認する画像が画素単位で３原色で発光している状態と同様になり、映像品位を向上させることができる。

【0065】

（付記４）前記第１表示パネル及び前記第２表示パネルに対し、入射光の光軸に沿った方向からの平面視において、前記第１色のサブ画素は、前記第２色のサブ画素及び第３色のサブ画素よりも小さい、付記１から付記３の何れかの頭部装着型表示装置。

【0066】

付記４の構成により、第１色のサブ画素から射出される色光の視感度が第２色及び第３色のサブ画素から射出される色光に比べて高い場合に、赤色、緑色、青色の映像の視感度のバランスがとれ、観察者が良好なカラーバランスの画像や映像を観察することができる。

【0067】

（付記５）前記第２表示パネルにおいて、前段に配置されているカラーフィルター及びサブ画素電極に対応する光学素子は、入射光の進行方向に沿って見て前記カラーフィルターと重なる領域において入射光を集光し、入射光の進行方向に沿って見て前記カラーフィルターと重ならない領域において正のパワーを有する、付記１から付記４の何れかの頭部装着型表示装置。

【0068】

付記５の構成により、観察者の視覚処理において、第１表示パネルの第１画素に対して、第２表示パネルの第４画素を良好且つ高精度に重ねて視認することができる。

【符号の説明】

【0069】

１１Ａ…画像表示パネル（第１表示パネル）、１１Ｂ…画像表示パネル（第２表示パネル）、１００…頭部装着型表示装置、２００…画素、２０１Ｂ…青色サブ画素（第３色のサブ画素）、２０１Ｇ…緑色サブ画素（第１色のサブ画素）、２０１Ｒ…赤色サブ画素（第２色のサブ画素）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】