特開 2024-41396 眼鏡型画像表示装置

(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】P2024041396

(43)【公開日】2024-03-27

(54)【発明の名称】眼鏡型画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20240319BHJP

   G02C 11/00 20060101ALI20240319BHJP

   G02C 7/00 20060101ALI20240319BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20240319BHJP

   G02B 5/32 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02C11/00

G02C7/00

G02B5/18

G02B5/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022146195

(22)【出願日】2022-09-14

(71)【出願人】

【識別番号】392026693

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴドコモ

(71)【出願人】

【識別番号】000102739

【氏名又は名称】エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121980

【弁理士】

【氏名又は名称】沖山 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100128107

【弁理士】

【氏名又は名称】深石 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】中西 美木子

(72)【発明者】

【氏名】石丸 夏輝

(72)【発明者】

【氏名】小木曽 敦

(72)【発明者】

【氏名】八木 生剛

(72)【発明者】

【氏名】菅井 栄一

【テーマコード（参考）】

2H006

2H199

2H249

【Ｆターム（参考）】

2H006BA02

2H006CA00

2H199CA03

2H199CA12

2H199CA29

2H199CA47

2H199CA54

2H199CA68

2H199CA77

2H199CA85

2H199CA86

2H199CA93

2H249AA06

2H249AA12

2H249AA50

2H249AA55

2H249AA60

2H249CA01

2H249CA05

2H249CA09

2H249CA11

2H249CA15

2H249CA22

(57)【要約】

【課題】Eyeboxの拡張および視野角の拡大を図りつつ、反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下、および、光の斜め投射に起因した不都合を防止する。
【解決手段】ユーザに着用される眼鏡型画像表示装置１は、ガラス基板２１と、ガラス基板２１に入射する画像光を、ガラス基板２１の内部を伝搬する光となるように曲げる方向変換機能部２０Ａと、ガラス基板２１における画像光の入射面とは逆の面に形成され、ガラス基板２１の内部を伝搬する光の一部をユーザの目の方向に収束させる複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、を備え、ガラス基板２１を、上記伝搬する光の進行方向に沿って、厚さが徐々に薄くなる形状とすることで、各反射ホログラムに入射する光の入射角度を互いに異ならせて、上記入射する光同士を分離する構成とされている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザに着用される眼鏡型画像表示装置であって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板に入射する画像光を、前記ガラス基板内を伝搬する光となるように曲げる方向変換機能部と、
前記ガラス基板における前記画像光の入射面とは逆の面に形成され、前記ガラス基板内を伝搬する光の一部を前記ユーザの目の方向に収束させる複数の反射ホログラムと、
を備え、
前記ガラス基板を、前記伝搬する光の進行方向に沿って、厚さが徐々に薄くなる形状とすることで、各反射ホログラムに入射する光の入射角度を互いに異ならせて、前記入射する光同士を分離する構成とされた、
眼鏡型画像表示装置。

【請求項2】

前記ガラス基板における前記厚さを形成する両面の成す角度θについて、
２θが前記複数の反射ホログラムの角度選択範囲内の角度よりも大きく設定されている、
請求項１に記載の眼鏡型画像表示装置。

【請求項3】

前記ガラス基板における前記複数の反射ホログラムが形成された面に沿って、前記画像光を反射する光反射部を介して、別のガラス基板が配置され、
前記別のガラス基板は、前記伝搬する画像光の進行方向に沿って徐々に厚くなる構成とされた、
請求項１に記載の眼鏡型画像表示装置。

【請求項4】

前記光反射部は、前記反射ホログラムと前記別のガラス基板の間に隙間を設けることで形成される空気の層、又は、前記画像光の波長の光のみを反射するバンドパスフィルタにより構成される、
請求項３に記載の眼鏡型画像表示装置。

【請求項5】

前記眼鏡型画像表示装置は、
前記ユーザによる前記眼鏡型画像表示装置の着用時における上下方向に沿って、前記ガラス基板に入射する画像光を複数の分割光に分割する光分割部、をさらに備え、
前記方向変換機能部は、前記光分割部により分割された前記複数の分割光それぞれの進行する角度が異なるように進行方向を変える機能を有し、前記上下方向に前記分割光が多重化される構成とされた、
請求項１に記載の眼鏡型画像表示装置。

【請求項6】

前記方向変換機能部は、ホログラム、反射型の回折光学素子、および、前記画像光の入射方向に対し斜めに切断された前記ガラス基板の一部、のうち１つ以上によって構成される、
請求項１に記載の眼鏡型画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スマートグラスとも呼称される眼鏡型画像表示装置に関する。なお、本明細書における「画像」には、静止画像および動画像が含まれるものとする。

【背景技術】

【0002】

従来、眼鏡のレンズ面に画像を表示する眼鏡型画像表示装置が知られている。この眼鏡型画像表示装置に係る技術分野では、ユーザが眼鏡型画像表示装置を装着した場合に眼を動かして画像が見える範囲は「Eyebox（アイボックス）」と呼ばれ、ユーザが安定的に画像を視認する上で、Eyeboxを拡張することは欠かせない。例えば下記の特許文献１には、眼鏡型画像表示装置においてEyeboxの拡張と視野角拡大を行うために、ディスプレイ画像の光（以下「画像光」という）を透過ホログラムで複製し、複製された光を反射ホログラムで目の方向に反射させる方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許公開公報２０２０／０１７４２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された眼鏡型画像表示装置では、対になって形成される反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせが必要となり、位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下が懸念される。

【0005】

また、特許文献１に記載された手法でEyeboxを拡張するには、例えば図１４に示す透過ホログラムから出射する光の角度を、レンズ面に垂直な方向から大きく傾ける（即ち、図１４の角度αをより小さくする）必要がある。さらに、レンズ面に対して映像光を斜め投射する必要があることから、眼鏡のガラス基板９０へ入射させる画像光９２の振り角βが狭くなって高解像度の画像を表示させることが困難かつ表示される画像が台形に歪む、といった不都合が生じるおそれがあった。

【0006】

本開示は、上記の課題を解決するために成されたものであり、Eyeboxの拡張および視野角の拡大を図りつつ、反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下、および、レンズ面への光の斜め投射に起因した不都合を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る眼鏡型画像表示装置は、ユーザに着用される眼鏡型画像表示装置であって、ガラス基板と、前記ガラス基板に入射する画像光を、前記ガラス基板内を伝搬する光となるように曲げる方向変換機能部と、前記ガラス基板における前記画像光の入射面とは逆の面に形成され、前記ガラス基板内を伝搬する光の一部を前記ユーザの目の方向に収束させる複数の反射ホログラムと、を備え、前記ガラス基板を、前記伝搬する光の進行方向に沿って、厚さが徐々に薄くなる形状とすることで、各反射ホログラムに入射する光の入射角度を互いに異ならせて、前記入射する光同士を分離する構成とされている。

【0008】

上記の眼鏡型画像表示装置では、方向変換機能部によって、ガラス基板に入射する画像光が、ガラス基板内を伝搬する光となるように曲げられる。ここで、上記のガラス基板は、伝搬する光の進行方向に沿って、厚さが徐々に薄くなる形状とされているため、各反射ホログラムに入射する光の入射角度は互いに異なることとなり、上記入射する光同士は分離される。即ち、互いに干渉し合わない複数の光に分離できる。このようなガラス基板内を伝搬する光の一部は、複数の反射ホログラムのそれぞれによって、ユーザの目の方向に収束することとなり、Eyeboxの拡張および視野角の拡大を図ることができる。

【0009】

上記の眼鏡型画像表示装置は、従来のような対になって形成される反射ホログラムと透過ホログラムを備えておらず、反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせは不要であるため、位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下を防止することができる。また、従来のようなEyebox拡張のためのレンズ面への画像光の斜め投射を行う必要性を無くすことができるため、画像光の振り角が狭くなって高解像度の画像表示が困難となる、表示される画像が台形に歪む、といった斜め投射に起因した不都合を防止することができる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、Eyeboxの拡張および視野角の拡大を図りつつ、反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下、および、光の斜め投射に起因した不都合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】眼鏡型画像表示装置の構成例を模式的に示す図である。

【図2】画像出力部の機能ブロック構成図である。

【図3】レンズの構成および方向変換機能を説明するための図である。

【図4】伝搬光となるように曲げる機能および伝搬光の一部をユーザの目の方向に収束させる機能を説明するための図である。

【図5】さらに別のホログラムで伝搬光の一部をユーザの目の方向に収束させる機能を説明するための図である。

【図6】（ａ）は露光時の参照光と物体光を示す図であり、（ｂ）は再生時における第１パターンの再生光（参照光と同じ入射角の再生光）と物体光を示す図であり、（ｃ）は再生時に第２パターンの再生光（参照光と異なる入射角の再生光）に対し物体光が再生されないことを示す図である。

【図7】入射角度の異なる参照光Ｘ、Ｙでホログラムを重ねて形成する例を示す図である。

【図8】（ａ）はレンズで画像光を平行光にし、方向変換機能部で伝搬光となるように曲げる構成例を示す図であり、（ｂ）は方向変換機能部で画像光を平行光にするとともに伝搬光となるように曲げる構成例を示す図であり、（ｃ）は透過ＤＯＥ又はホログラムで画像光を平行光にし、方向変換機能部で伝搬光となるように曲げる構成例を示す図である。

【図9】レンズの厚さをほぼ一定にするための具体的構成例を示す図である。

【図10】（ａ）は上下方向に沿った多重化を図るための具体的構成例を横から投影した図であり、（ｂ）は（ａ）の構成を着用ユーザの眼側から投影した図であり、（ｃ）は分割された画像光それぞれをレンズにほぼ垂直に入射させるためのミラーを設けた構成例を示す図である。

【図11】（ａ）は上下方向に多重化した方向変換機能部で仰角方向に沿って互いの反射角度を変える具体的構成例を、着用ユーザの眼側から投影した図であり、（ｂ）は（ａ）の構成において仰角方向に沿って互いの反射角度を変えた状態を示す図である。

【図12】（ａ）は上下方向に多重化した方向変換機能部で方位角方向に互いの反射角度を変える構成例を示す図であり、（ｂ）は上下方向に多重化した方向変換機能部で方位角方向に互いの反射角度を変える別の構成例を示す図である。

【図13】制御部のハードウェア構成例を示す図である。

【図14】従来技術における課題を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0013】

図１は、本開示に係る眼鏡型画像表示装置１の構成例を模式的に示す図である。眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡のレンズ面に画像（静止画像および動画像）を表示することにより、眼鏡を装着したユーザ（以下、単に「ユーザ」と記載）に画像を視認させる表示装置である。眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡のテンプル５２に組み付けられた後述する画像出力部１０からレンズ面にほぼ垂直に画像光を入射させ、ガラス基板内を伝搬した画像光をユーザの瞳孔に入射させることにより、ユーザに画像を視認させる。なお、画像出力部１０においてディスプレイ表示に用いられる照明光としては、レーザ光を用いてもよい。

【0014】

眼鏡型画像表示装置１は、眼鏡の基本構成を具備しており、図１に示すように、両眼に対応する一対のレンズ５０、両眼のレンズ５０を保持するフレーム間を架け渡すブリッジ５１、および、両眼のレンズ５０を保持するフレームに連続すると共にユーザの側頭部に固定される一対のテンプル５２等の構成を備えている。レンズ５０は、入射した（投影された）画像光を、後述する構成によってユーザの瞳孔に向けて反射し、反射した画像光は、瞳孔から見て虚像として像を形成する。これにより、ユーザに画像を視認させることができる。なお、眼鏡型画像表示装置１は、テンプル５２におけるユーザの耳に対応した位置に、画像に応じた音声を出力するスピーカー（不図示）を備えてもよい。

【0015】

眼鏡型画像表示装置１は、画像出力部１０を備えており、画像出力部１０は、コンテンツ蓄積部１０Ａと光出力部１０Ｂと制御部１０Ｃとを有する。なお、眼鏡型画像表示装置１は、画像出力部１０を、片方の眼のみに対応して有してもよいし、両眼それぞれに対応して有してもよい。後者の場合、両眼それぞれに対応する構成は同様の機能を有するため、以下の説明においては片方の眼に対応した構成を説明する。また、画像出力部１０は、レンズ５０から近い位置に、例えばレンズ５０との間隔が１cm以下となるように設置されてもよい。

【0016】

コンテンツ蓄積部１０Ａは、ユーザに視認させるコンテンツを蓄積する構成であり、ユーザに視認させるコンテンツとは、本実施形態ではレンズ５０に投影される画像である。

【0017】

光出力部１０Ｂは、画像情報を含む光である画像光を出力する構成であり、有線または無線接続によりコンテンツ蓄積部１０Ａから画像情報を取得し、取得した画像情報に関する画像光を出射する。光出力部１０Ｂは、例えば、光源およびディスプレイを含んだＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャンディスプレイにより構成され、光源から出射された照射光をディスプレイにおいて反射させて、画像情報を含む画像光として出力する構成とされている。

【0018】

制御部１０Ｃは、各種の制御を行う回路である。制御部１０Ｃのハードウェア構成例については後述する。制御部１０Ｃは、例えば、光出力部１０Ｂによって、コンテンツ蓄積部１０Ａからの画像の取得および画像光の出射が行われるように、光出力部１０Ｂに所定の制御信号を出力する。

【0019】

なお、図１には、画像出力部１０全体がテンプル５２に組み付けられた構成を示したが、図２の画像出力部１０の各構成部のうち、光出力部１０Ｂは図１のようにテンプル５２に組み付けられる必要があるが、コンテンツ蓄積部１０Ａおよび制御部１０Ｃは、テンプル５２に組み付けられてもよいし、テンプル５２から離れた位置に配置されてもよい。

【0020】

［眼鏡型画像表示装置１の特徴的な構成について］
図３に示すように、眼鏡型画像表示装置１では、レンズ５０は、ガラス基板２１と、ガラス基板２１の表面（着用ユーザからみて外側の面（図３における上側の面））に設けられたホログラム２０とを有する。ガラス基板２１は、伝搬する光の進行方向（図３における右方向）に沿って、厚さ（図３における上下方向の寸法）が徐々に薄くなる形状とされている。ホログラム２０には、画像光がレンズ５０内を伝搬する光となるように画像光の進行方向を曲げる方向変換機能部２０Ａと、上記伝搬する光の一部をユーザの目の方向に収束させる複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄとが形成されている。

【0021】

ここでは、方向変換機能部２０Ａが、ホログラムにより構成される例を示すが、反射型の回折光学素子により構成してもよいし、画像光の入射方向に対し斜めに切断されたガラス基板２１の一部によって、方向変換機能部２０Ａと同様の機能を実現してもよい。このような簡易な構成により方向変換機能部２０Ａを実現できる。

【0022】

なお、図３には、紙面サイズの制約のもと、３つの反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを示したが、反射ホログラムの数は特定の数に限定されるものではない。また、図３では、説明の便宜上、ホログラム２０に形成された方向変換機能部２０Ａおよび複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを、ホログラム２０上に形成されたシートとして模式的に示したが、実際には、このようなシートは存在せず、方向変換機能部２０Ａおよび複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、露光によりホログラム２０に記録されたホログラフィーによる干渉縞であることは言うまでもない。この点は、後述する図４、図５についても同様である。

【0023】

図３に示すように、画像出力部１０からの画像光は、方向変換機能部２０Ａにより反射して進行方向を曲げられ、ガラス基板２１と空気との境界面２１Ａで、境界面２１Ａの法線に対し反射角Ψ_Ａで反射し、光Ｒ_Ａとなる。光Ｒ_Ａの一部は、反射ホログラム２０Ｂによって、ユーザの眼の方向へ反射されて光Ｏ_Ａとなり、それ以外の光Ｒ_Ａの反射光は境界面２１Ａで、境界面２１Ａの法線に対し反射角Ψ_Ｂで反射し、光Ｒ_Ｂとなる。光Ｒ_Ｂの一部は、反射ホログラム２０Ｃによって、ユーザの眼の方向へ反射されて光Ｏ_Ｂとなる。

【0024】

このとき、ガラス基板２１は、伝搬する光の進行方向（図３における右方向）に沿って厚さが徐々に薄くなる形状とされているため、上記の反射角Ψ_Ｂは、反射角Ψ_Ａよりも小さくなる。具体的には、図３に示すガラス基板２１の境界面２１Ａと境界面２１Ｂとが成す角度をθとすると、以下の式（１）の関係が成立する。
Ψ_Ｂ＝Ψ_Ａ－２θ …（１）
このように、反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれに入射する光の入射角度が互いに異なることとなり、これにより、入射する光同士が分離される構成とされている。

【0025】

上記の角度θについては、２θ（即ち、Ψ_Ａ－Ψ_Ｂ）が、形成された複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ等の角度選択範囲内の角度（即ち、反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ等についてブラッグの回折条件を満たす角度）よりも大きくなるように設定されている。これにより、図３において上記伝搬する光が、レンズ５０の内部で多重反射するうちに、予期せずに、ブラッグの回折条件を満たす角度で反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ等に入射してレンズ５０の外部へ出射してしまう事態を回避することができる。

【0026】

なお、図３では、画像光における中心軸付近の光線について説明したが、画像光における両端部付近の光線については、図４に示すように、画像出力部１０からの画像光は、方向変換機能部２０Ａにより反射して進行方向を曲げられ、ガラス基板２１と空気との境界面等により反射し、反射ホログラム２０Ｂへ入射する。反射ホログラム２０Ｂへ入射した光の一部は、反射ホログラム２０Ｂによって、ユーザの眼の方向へ反射される。その後、図５に示すように、反射ホログラム２０Ｃへ入射した光の一部は、反射ホログラム２０Ｃによって、ユーザの眼の方向へ反射される（図５における破線）。なお、複数の光を並べる間隔Ｗは、明るい環境では2mm前後、暗い環境では5mm前後が望ましく、着用ユーザの瞳孔内に２つ以上の光線が入るように設計され、Eyeboxの拡張および視野角の拡大が図られている。

【0027】

また、上記の間隔Ｗを適正なサイズに維持するため、実装上、図５に示すように複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ等は、ホログラム２０における重なった位置に形成される。ホログラム２０について、図６（ａ）に示す参照光と物体光を用いて露光した場合、再生時には図６（ｂ）に示すように、参照光と同じ位相の再生光をホログラム２０に、露光時と同じ角度から入射させると、露光時と同じ角度で反射する物体光が再生される。一方、再生時に図６（ｃ）に示すように、参照光と同じ位相の再生光をホログラム２０に、露光時と異なる角度から入射させても、物体光は再生されない。このような光の性質を利用して、ホログラム２０において、図７に実線で示す参照光Ｘと物体光Ｘを用いて露光するとともに、ホログラム２０における重なった場所に、図７に破線で示す参照光Ｙと物体光Ｙを用いて露光することができ、上記の光ＸとＹ同士が分離される構成とされる。

【0028】

さて、画像出力部１０からの画像光を、レンズ５０内を伝搬する平行光とするための構成としては、様々なバリエーションが考えられる。例えば、図８（ａ）には、レンズ５０と画像出力部１０との間に設けられたレンズ１１によって、画像出力部１０からの画像光を平行光にし、方向変換機能部２０Ａで伝搬光となるように曲げる構成例を示す。図８（ｂ）には、図８（ａ）で示したレンズ１１を設けることなく、方向変換機能部２０Ａによって、画像光を平行光にし且つ伝搬光となるように曲げる構成例を示す。さらに図８（ｃ）には、ガラス基板２１における画像出力部１０側の面に形成した透過型のＤＯＥ（回折光学素子：Diffractive Optical Element）２２（又はホログラム）によって、画像出力部１０からの画像光を平行光にし、方向変換機能部２０Ａで伝搬光となるように曲げる構成例を示す。

【0029】

以上説明した図３等に示す特徴的な構成によって、Eyeboxの拡張および視野角の拡大を図りつつ、従来の反射ホログラムと透過ホログラムの位置合わせを不要とし、当該位置合わせのズレに起因した画像の解像度低下を防止することができる。また、従来のようなEyebox拡張のためのレンズ面への画像光の斜め投射を行う必要性を無くすことができるため、画像光の振り角が狭くなって高解像度の画像表示が困難となる、表示される画像が台形に歪む、といった斜め投射に起因した不都合を防止することができる。

【0030】

（レンズの厚さをほぼ一定にするための具体的構成例）
上述した基本構成のように、図３に示すガラス基板２１を、伝搬する光の進行方向に沿って厚さが徐々に薄くなる形状にすると、レンズ５０の厚さが不均一になるため、ユーザにより着用されるスマートグラス（眼鏡）として見栄えがあまり良好ではない。そこで、実装上は、図９に示すように、レンズ５０をほぼ均一な厚さとするために、ガラス基板２１におけるホログラム２０が形成された面に沿って、画像光を反射する光反射部２３を介して、別のガラス基板２４を配置し、当該ガラス基板２４を、伝搬する画像光の進行方向（図９における右方向）に沿って厚さが徐々に厚くなる構成とすることで、レンズ５０をほぼ均一な厚さとしてもよい。これにより、スマートグラス（眼鏡）として見栄えを良好にすることができる。

【0031】

上記の光反射部２３は、ホログラム２０と別のガラス基板２４の間に少し隙間を空けることで形成される空気の層によって構成してもよいし、画像光の波長の光のみを反射するバンドパスフィルタによって構成してもよい。このような簡易な構成で光反射部２３を実現することができる。

【0032】

（上下方向に沿った多重化を図るための具体的構成例）
Eyeboxを拡張し且つ視野角を拡大するためには、スマートグラスの着用ユーザからみて左右方向のみでなく、上下方向に沿った多重化を図ることが望ましい。このような上下方向に沿った多重化のための具体的構成について、図１０～図１２を用いて説明する。

【0033】

図１０（ａ）には、上下方向に沿った多重化を図るための具体的構成例を横から投影した図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の構成を着用ユーザの眼側から投影した図を示す。これら図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２１における画像出力部１０側（図１０（ａ）における左側）の面には、画像出力部１０からの画像光を下方向へ曲げるハーフミラー２５と、ハーフミラー２５により下方向へ反射された画像光の一部を図１０（ｂ）における右方向へ曲げるハーフミラー２６～２８とが設けられており、これらハーフミラー２５～２８によって、ガラス基板２１に入射する画像光を上下方向に沿って複数の分割光に分割する光分割部が構成される。なお、ハーフミラー２６～２８の反射率は、ハーフミラー２６、２７、２８の順に徐々に高くなるように設定され、これにより、ハーフミラー２６～２８それぞれにより右方向へ曲げられる分割光の光量がほぼ均一になるように設定されている。また、図１０（ｃ）に示すように、ハーフミラー２６の右方向にはミラー２６Ａが設けられ、ハーフミラー２６により右方向へ曲げられた分割光は、ミラー２６Ａによってガラス基板２１へほぼ垂直に（図１０（ｃ）における紙面奥行き方向に）入射するように曲げられる。同様に、ハーフミラー２７、２８の右方向には、それぞれミラー２７Ａ、２８Ａが設けられ、ハーフミラー２７、２８により右方向へ曲げられた分割光はそれぞれ、ミラー２７Ａ、２８Ａによってガラス基板２１へほぼ垂直に（図１０（ｃ）における紙面奥行き方向に）入射するように曲げられる。このようにガラス基板２１へほぼ垂直に入射する分割光はそれぞれ、前述した図３に示すように、方向変換機能部２０Ａによって、レンズ５０内を伝搬する光となるように進行方向が曲げられ、複数の反射ホログラム２０Ｂ、２０Ｃ等によって、上記伝搬する光の一部がユーザの目の方向に収束する。これにより、上下方向に沿った多重化を図ることができ、Eyeboxをさらに拡張して、視野角をさらに拡大することができる。なお、上述したハーフミラー２５～２８は、ガラス基板２１に埋め込まれていてもよい。

【0034】

上記の方向変換機能部２０Ａの一例として、図１０（ｃ）のミラー２６Ａ～２８Ａそれぞれによる反射光を受光する位置に、図１１（ａ）に示すように、上下方向に多重化した方向変換機能部２０Ａ１～２０Ａ３が設けられ、図１１（ｂ）に示すように方向変換機能部２０Ａ１～２０Ａ３によって、仰角方向（即ち、ガラス基板２１の面に垂直な方向）に沿って互いの反射角度が変えられ、これにより、上下方向に多重化された光同士の干渉を未然に防ぐことができる。

【0035】

なお、図１１（ａ）、（ｂ）のように、方向変換機能部２０Ａ１～２０Ａ３によって仰角方向に沿って、互いの反射角度を変えるのは一例であり、図１２（ａ）のように、方向変換機能部２０Ａ１～２０Ａ３によって、ガラス基板２１の面に平行な方向（方位角方向）に、互いに離間していく方向へ反射角度を変えてもよいし、図１２（ｂ）のように、方向変換機能部２０Ａ１～２０Ａ３によって、ガラス基板２１の面に平行な方向（方位角方向）に、互いに交差する方向へ反射角度を変えてもよい。

【0036】

ここで、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の分割光を方位角方向にずらして伝搬させる場合、反射ホログラムでユーザの眼の方向に反射された光により形成される画像が傾くおそれがある。しかし、その場合は、当該傾きが修正されるように、反射ホログラムを露光して形成すればよい。

【0037】

また、図１１（ａ）、（ｂ）のように複数の分割光を仰角方向にずらして伝搬させる場合、および、図１２（ａ）、（ｂ）のように複数の分割光を方位角方向にずらして伝搬させる場合には、分割光同士の伝搬距離が変わりうる。ここで、画像の焦点が分割光の伝搬距離によって変化する場合には、その修正（収差補正）を行うように、反射ホログラムを露光して形成すればよい。

【0038】

以上、本開示の一実施形態に係る眼鏡型画像表示装置について説明したが、上記の構成に限定されず、適宜に変更することができる。ユーザ向けに表示させる画像は、動画像（映像）であっても静止画像であってもよい。また、眼鏡型画像表示装置に設けられる光学部品の数、配置等は、少なくとも上記実施形態で説明した構成を満たしていればよく、上記実施形態で説明した光学部品とは異なる光学部品が光路内に設けられていてもよい。

【0039】

なお、本開示の要旨は以下の［１］～［６］に存する。
［１］ ユーザに着用される眼鏡型画像表示装置であって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板に入射する画像光を、前記ガラス基板内を伝搬する光となるように曲げる方向変換機能部と、
前記ガラス基板における前記画像光の入射面とは逆の面に形成され、前記ガラス基板内を伝搬する光の一部を前記ユーザの目の方向に収束させる複数の反射ホログラムと、
を備え、
前記ガラス基板を、前記伝搬する光の進行方向に沿って、厚さが徐々に薄くなる形状とすることで、各反射ホログラムに入射する光の入射角度を互いに異ならせて、前記入射する光同士を分離する構成とされた、眼鏡型画像表示装置。
［２］ 前記ガラス基板における前記厚さを形成する両面の成す角度θについて、
２θが前記複数の反射ホログラムの角度選択範囲内の角度よりも大きく設定されている、［１］に記載の眼鏡型画像表示装置。
［３］ 前記ガラス基板における前記複数の反射ホログラムが形成された面に沿って、前記画像光を反射する光反射部を介して、別のガラス基板が配置され、
前記別のガラス基板は、前記伝搬する画像光の進行方向に沿って徐々に厚くなる構成とされた、［１］又は［２］に記載の眼鏡型画像表示装置。
［４］ 前記光反射部は、前記反射ホログラムと前記別のガラス基板の間に隙間を設けることで形成される空気の層、又は、前記画像光の波長の光のみを反射するバンドパスフィルタにより構成される、［３］に記載の眼鏡型画像表示装置。
［５］ 前記眼鏡型画像表示装置は、
前記ユーザによる前記眼鏡型画像表示装置の着用時における上下方向に沿って、前記ガラス基板に入射する画像光を複数の分割光に分割する光分割部、をさらに備え、
前記方向変換機能部は、前記光分割部により分割された前記複数の分割光それぞれの進行する角度が異なるように進行方向を変える機能を有し、前記上下方向に前記分割光が多重化される構成とされた、［１］～［４］の何れか一項に記載の眼鏡型画像表示装置。
［６］ 前記方向変換機能部は、ホログラム、反射型の回折光学素子、および、前記画像光の入射方向に対し斜めに切断された前記ガラス基板の一部、のうち１つ以上によって構成される、［１］～［５］の何れか一項に記載の眼鏡型画像表示装置。

【0040】

（用語の説明、ハードウェア構成（図１３）の説明など）
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した１つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的又は間接的に（例えば、有線、無線などを用いて）接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記１つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。

【0041】

例えば、眼鏡型画像表示装置１における制御部１０Ｃは、コンピュータとして機能してもよい。図１３は、制御部１０Ｃのハードウェア構成の一例を示す図である。上述の制御部１０Ｃは、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、及びバス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。制御部１０Ｃにおける各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

【0042】

本開示において説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

【0043】

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

【0044】

本開示において説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

【0045】

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

【0046】

なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、通信チャネル及びシンボルの少なくとも一方は信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。

【0047】

本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)（例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断（決定）」は、「想定する（assuming）」、「期待する（expecting）」、「みなす（considering）」などで読み替えられてもよい。

【0048】

本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

【0049】

本開示において使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

【0050】

本開示において、「含む（include）」、「含んでいる（including）」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

【0051】

本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。

【0052】

本開示において、「ＡとＢが異なる」という用語は、「ＡとＢが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「ＡとＢがそれぞれＣと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１…眼鏡型画像表示装置、１０…画像出力部、１０Ａ…コンテンツ蓄積部、１０Ｂ…光出力部、１０Ｃ…制御部、１１…レンズ、２０…ホログラム、２０Ａ…方向変換機能部、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ…反射ホログラム、２１…ガラス基板、２１Ａ、２１Ｂ…境界面、２２…透過型のＤＯＥ、２３…光反射部、２４…ガラス基板、２５、２６、２７、２８…ハーフミラー、２６Ａ、２７Ａ、２８Ａ…ミラー、５０…レンズ、５１…ブリッジ、５２…テンプル、１００１…プロセッサ、１００２…メモリ、１００３…ストレージ、１００４…通信装置、１００５…入力装置、１００６…出力装置、１００７…バス。

【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】