特許 7371683 画像表示装置、画像表示方法及びヘッドマウントディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-23

(45)【発行日】2023-10-31

(54)【発明の名称】画像表示装置、画像表示方法及びヘッドマウントディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20231024BHJP

   G09G 3/02 20060101ALI20231024BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20231024BHJP

   G02B 5/32 20060101ALI20231024BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20231024BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20231024BHJP

   G02C 11/00 20060101ALN20231024BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G09G3/02 A

G09G3/20 680A

G02B5/32

G02B5/18

G02B5/30

G02C11/00

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021511413

(86)(22)【出願日】2020-03-18

(86)【国際出願番号】 JP2020011923

(87)【国際公開番号】W WO2020203285

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2023-01-25

(31)【優先権主張番号】P 2019068262

(32)【優先日】2019-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 聡

【審査官】近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５１７０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０３５６０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０５８７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３２３２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０２

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線が同時に入射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射し、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる第２の光学素子とを具備し、
前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線をコリメートし、前記第１の光線を前記第３の光線として偏向し、前記第２の光線を前記第４の光線として偏向する少なくとも１つの光学要素を含む
画像表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる波長を有し、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、波長選択性を有する前記光学要素を含む
画像表示装置。

【請求項3】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる偏光特性を有し、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、偏光選択性を有する前記光学要素を含む
画像表示装置。

【請求項4】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学要素は、反射型である
画像表示装置。

【請求項5】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、ホログラムレンズである
画像表示装置。

【請求項6】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、第１の偏向反射層と第２の偏向反射層とを備え、
前記第１の偏向反射層は前記第１の光線に対する偏向選択性を有し、前記第２の偏向反射層は前記第２の光線に対する偏向選択性を有する
画像表示装置。

【請求項7】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線とは光学特性が異なる第５の光線が入射し、前記第５の光線に対応する第６の光線を前記第３の光線及び前記第４の光線とは異なる角度で出射させる光学要素を有し、
前記第２の光学素子は、前記第３の光線、前記第４の光線及び前記第６の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる偏向レンズ要素を有する
画像表示装置。

【請求項8】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子に向けて前記第１の光線及び第２の光線を所定のタイミングで照射する光学エンジンをさらに具備する
画像表示装置。

【請求項9】

請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、
第１の波長を中心波長とするレーザ光を前記第１の光線として出射する第１の光源と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長を中心波長とするレーザ光を前記第２の光線として出射する第２の光源と、を有する
画像表示装置。

【請求項10】

請求項９に記載の画像表示装置であって、
前記第１の波長と前記第２の波長との差は、５０ｎｍ以下である
画像表示装置。

【請求項11】

請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、前記第１の光学素子によって第１の偏光成分と第２の偏光成分とに分解可能な偏光特性を有する単一波長のレーザ光を出射する光源を有する
画像表示装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の偏光成分及び前記第２の偏光成分は、互いに直交する直線偏光である
画像表示装置。

【請求項13】

請求項１１に記載の画像表示装置であって、
前記第１の偏光成分及び前記第２の偏光成分は、互いに逆回りの円偏光である
画像表示装置。

【請求項14】

請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、前記第１の光学素子上で前記第１の光線及び前記第２の光線を走査する走査ミラーを有する
画像表示装置。

【請求項15】

請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記第３の光線及び前記第４の光線を前記第１の光学素子から前記第２の光学素子へ伝送する光伝送部材をさらに具備する
画像表示装置。

【請求項16】

互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を第１の光学素子へ同時に入射させることで、
前記第１の光学素子に含まれる光学要素により、前記第１の光線及び前記第２の光線をコリメートし、前記第１の光線を第３の光線として偏向し、前記第２の光線を第４の光線として偏向し、
前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する前記第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する前記第４の光線とを形成し、
前記第３の光線及び前記第４の光線を第２の光学素子に入射させることで、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる
画像表示方法。

【請求項17】

互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を出射する光学エンジンと、
前記第１の光線及び前記第２の光線が同時に入射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射する第２の光学素子を有し、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる表示部とを具備し、
前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線をコリメートし、前記第１の光線を前記第３の光線として偏向し、前記第２の光線を前記第４の光線として偏向する少なくとも１つの光学要素を含む
ヘッドマウントディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、網膜走査型の画像表示装置、画像表示方法及びヘッドマウントディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、網膜走査型の画像表示装置の開発が進められている。例えば特許文献１には、異なる波長をもつ複数の光線を走査する走査ミラーと、走査ミラーで走査された複数の光線を各々の波長に依存する角度で反射する多層構造のホログラフィック半透過反射体とを備えた頭部装着型ディスプレイが開示されている。この構成により、異なる瞳位置に向けて各光線が出射するため、アイボックス（Ｅｙｅｂｏｘ）の拡大が実現されるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１６－５１７０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術においては、各層のホログラフィック半透過反射体で瞳に集光される各波長の光線が同一の画角（瞳に入射する際の角度）となる走査ミラーのスキャン角度は、光線ごとに異なる。このため、一方の光線で形成される画像の一部の領域の描画時に他方の光線の出力を減衰させる（あるいは停止させる）など、各波長の光線で形成される画像が異なる瞳位置において相互に一致するように各波長の光線の変調タイミングを個別に調整する必要がある。つまり、それぞれの瞳位置に応じて映像生成のための各光源の変調タイミングをずらす必要があるため、映像生成プロセスが複雑になる。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、瞳位置に応じた光源の変調を必要とすることなくアイボックスを拡大することができる画像表示装置、画像表示方法及びヘッドマウントディスプレイを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術の一形態に係る画像表示装置は、第１の光学素子と、第２の光学素子とを具備する。
前記第１の光学素子には、互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線が同時に入射する。
前記第２の光学素子には、前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射する。第２の光学素子は、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる。

【0007】

上記画像表示装置によれば、第１の光学素子に対する第１の光線及び第２の光線の入射位置あるいは入射角度と、第２の光学素子から出射する第３の光線及び第４の光線の画角との関係が同一となる。これにより、第１の光線及び第２の光線の変調を必要とすることなく、異なる瞳位置に向けて第３の光線及び第４の光線を集光させることができる。

【0008】

前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線をコリメートし、前記第１の光線を前記第３の光線として偏向し、前記第２の光線を前記第４の光線として偏向する少なくとも１つの光学要素を含んでもよい。

【0009】

前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる波長を有してもよく、この場合、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、波長選択性を有する前記光学要素を含む。

【0010】

前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる偏光特性を有してもよく、この場合、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、偏光選択性を有する前記光学要素を含む。

【0011】

前記光学要素は、反射型であってもよい。

【0012】

前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、ホログラムレンズであってもよい。

【0013】

前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、第１の偏向反射層と第２の偏向反射層とを備えてもよい。前記第１の偏向反射層は前記第１の光線に対する偏向選択性を有し、前記第２の偏向反射層は前記第２の光線に対する偏向選択性を有する。

【0014】

前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線とは光学特性が異なる第５の光線が入射し、前記第５の光線に対応する第６の光線を前記第３の光線及び前記第４の光線とは異なる角度で出射させる光学要素を有してもよい。この場合、前記第２の光学素子は、前記第３の光線、前記第４の光線及び前記第６の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる偏向レンズ要素を有する。

【0015】

前記画像表示装置は、前記第１の光学素子に向けて前記第１の光線及び第２の光線を所定のタイミングで照射する光学エンジンをさらに具備してもよい。

【0016】

前記光学エンジンは、第１の光源と、第２の光源とを有してもよい。
前記第１の光源は、第１の波長を中心波長とするレーザ光を前記第１の光線として出射する。
前記第２の光源は、前記第１の波長とは異なる第２の波長を中心波長とするレーザ光を前記第２の光線として出射する。

【0017】

前記第１の波長と前記第２の波長との差は、５０ｎｍ以下であってもよい。

【0018】

前記光学エンジンは、前記第１の光学素子によって第１の偏光成分と第２の偏光成分とに分解可能な偏光特性を有する単一波長のレーザ光を出射する光源を有してもよい。

【0019】

前記第１の偏光成分及び前記第２の偏光成分は、互いに直交する直線偏光であってもよいし、互いに逆回りの円偏光であってもよい。

【0020】

前記光学エンジンは、前記第１の光学素子上で前記第１の光線及び前記第２の光線を走査する走査ミラーを有してもよい。

【0021】

前記画像表示装置は、前記第３の光線及び前記第４の光線を前記第１の光学素子から前記第２の光学素子へ伝送する光伝送部材をさらに具備してもよい。

【0022】

本技術の他の形態に係る画像表示装置は、第１の光学素子と、第２の光学素子とを具備する。
前記第１の光学素子は、入射角度に応じて入射光をそれぞれ異なる角度で回折させる複数の光学要素を有する。
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子からそれぞれ異なる角度で出射される複数の回折光が入射し、前記複数の回折光をそれぞれ異なる瞳位置に集光させる。

【0023】

本技術の一形態に係る画像表示方法は、
互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を第１の光学素子へ同時に入射させることで、前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とを形成し、
前記第３の光線及び前記第４の光線を第２の光学素子に入射させることで、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる。

【0024】

本技術の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、光学エンジンと、第１の光学素子と、表示部とを具備する。
前記光学エンジンは、互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を出射する。
前記第１の光学素子には、前記第１の光線及び前記第２の光線が同時に入射する。
前記表示部は、前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射する第２の光学素子を有し、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる。

【発明の効果】

【0025】

本技術によれば、瞳位置に応じた光源の変調を必要とすることなくアイボックスを拡大することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本技術の第１の実施形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図2】上記画像表示装置における第１の光学素子の回折特性を説明する図である。

【図3】眼球上に投影された再生画像光の各々のスポット位置の一例を示す模式図である。

【図4】比較例に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図5】本技術の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの全体斜視図である。

【図6】本技術の第２の実施形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図7】上記画像表示装置における第１の光学素子の回折特性を説明する図である。

【図8】眼球上に投影された各再生画像光のスポット位置の他の一例を示す模式図である。

【図9】眼球上に投影された各再生画像光のスポット位置のさらに他の一例を示す模式図である。

【図10】本技術の第３の実施形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図11】本技術の第４の実施形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図12】上記画像表示装置における光学エンジンから照射される光線の偏向特性の一例を示す説明図である。

【図13】上記画像表示装置における光学エンジンから照射される光線の偏向特性の他の一例を示す説明図である。

【図14】本技術の第５の実施形態に係る画像表示装置を示す概略構成図である。

【図15】上記画像表示装置における第１の光学素子の回折特性を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

【0028】

＜第１の実施形態＞
図１は、本技術の第１の実施形態に係る画像表示装置１００を示す概略構成図である。

【0029】

［全体構成］
図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１００は、光学エンジン１０から照射された画像形成用の光線を第１の光学素子２０及び第２の光学素子２１を経由して観察者の眼球Ｅの異なる瞳位置へ投影する網膜走査型の画像表示装置である。

【0030】

画像表示装置１００は、互いに異なる光学特性を有する光線Ｌ１（第１の光線）及び光線Ｌ２（第２の光線）が同時に入射する第１の光学素子２０と、光線Ｌ１に対応し第１の光学素子２０から出射される光線Ｌ１'（第３の光線）と、光線Ｌ２に対応し第１の光学素子２０から光線Ｌ１'とは異なる角度で出射される光線Ｌ２'（第４の光線）とが入射し、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'を互いに異なる瞳位置に集光させる第２の光学素子３０とを備える。

【0031】

（光学エンジン）
光学エンジン１０は、光線Ｌ１を出射する第１の光源１１と、光線Ｌ２を出射する第２の光源１２とを有する。第１の光源１１及び第２の光源１２には、レーザダイオードが用いられる。本実施形態において第１の光源１１は、波長λ１（第１の波長）を中心波長とするレーザ光を光線Ｌ１として出射し、第２の光源１２は、波長λ１とは異なる波長λ２（第２の波長）を中心波長とするレーザ光を光線Ｌ２として出射する。波長λ２としては、波長λ１よりも長い波長が選択されるが、これに限られず、短い波長が選択されてもよい。

【0032】

光線Ｌ１，Ｌ２は、連続レーザ光であってもよいし、パルスレーザ光であってもよい。波長λ１，λ２は、可視光であれば特に限定されず、例えば、赤、青、緑その他の色の波長が採用される。特に、アイボックスの拡大を図るという観点から、波長λ１と波長λ２は、互いに同系色の波長であることが好ましく、これにより瞳位置によらない一定の色の画像を観察者へ提示することができる。

【0033】

本実施形態では、波長λ１と波長λ２はいずれも赤色系の波長範囲（約６００ｎｍ～７８０ｎｍ）における任意の２つの波長が採用される。波長λ１と波長λ２の差は特に限定されないが、瞳位置に応じて画像の色味が変化することを抑える観点から、例えば５０ｎｍ以下であることが好ましい。

【0034】

光学エンジン１０はさらに、光線Ｌ１と光線Ｌ２を合成するダイクロイックミラー１４と、第１の光学素子２０上で光線Ｌ１及び光線Ｌ２を走査する走査ミラー１５とを有する。

【0035】

ダイクロイックミラー１４は、光線Ｌ１は反射し、光線Ｌ２は透過させることで、光線Ｌ１と光線Ｌ２とを合成する光学要素である。走査ミラー１５は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製されたＭＥＭＳデバイスであり、光線Ｌ１及び光線Ｌ２を多次元的に走査することで観察者の眼球Ｅに投影される二次元あるいは三次元画像を形成する。画像の種類は特に限定されず、典型的には、文字、記号、図形などを含む。

【0036】

光学エンジン１０は、図示しないコントローラからの指令に基づいて、第１の光源１１、第２の光源１２及び走査ミラー１５の駆動を制御する。

【0037】

なお、光学エンジン１０としては、上述の例に限られず、例えば、ＳＬＭ（空間光変調器：Spatial Light Modulator）によるＣＧＨ（Computer-Generated Hologram）光学系が採用されてもよい。また、光学エンジン１０は、典型的には、光線Ｌ１及び光線Ｌ２を同時に照射するように構成されることでアイボックスの拡大を実現するが、眼球Ｅの瞳位置に追従して画像光を投影するアイトラッキング制御を実行する場合には、光線Ｌ１及び光線Ｌ２のいずれか一方のみを照射するように構成されてもよい。要するに、光学エンジン１０は、アイボックスを拡大する表示モードの実行時などの所定のタイミングにおいてのみ、光線Ｌ１及び光線Ｌ２を同時に照射することが可能に構成されてもよい。

【0038】

（第１の光学素子）
第１の光学素子２０は、光線Ｌ１及び光線Ｌ２をコリメートし、光線Ｌ１を光線Ｌ１'として偏向し、光線Ｌ２を光線Ｌ２'として偏向する少なくとも１つの光学要素を含む。本実施形態において第１の光学素子２０は、光線Ｌ１及び光線Ｌ２をそれぞれ選択的に回折するホログラムレンズである。

【0039】

第１の光学素子２０は、光線Ｌ１が入射し光線Ｌ１'を出射する偏向反射層２１（第１の偏向反射層）と、光線Ｌ２が入射し光線Ｌ２'を出射する偏向反射層２２（第２の偏向反射層）とを有する積層膜で構成される。つまり、偏向反射層２１は光線Ｌ１に対する偏向選択性を有し、偏向反射層２２は光線Ｌ２に対する偏向選択性を有する。

【0040】

各偏向反射層２１，２２の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第１の光学素子２０は、各偏向反射層２１，２２の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0041】

図２は、光線Ｌ１，Ｌ２に対する偏向反射層２１，２２の回折特性を説明する図である。同図に示すように、偏向反射層２１は、波長λ１の光線Ｌ１に対して最も高い回折効率が得られるような波長選択性を有する反射型ホログラムである。一方、偏向反射層２１は、波長λ２の光線Ｌ２に対して最も高い回折効率が得られるような波長選択性を有する反射型ホログラムである。

【0042】

なお、光線Ｌ１，Ｌ２をコリメートするとは、走査ミラー１５で走査された光線Ｌ１，Ｌ２が互いに平行状態になるように調整することをいう。これにより、第１の光学素子２０によって光線Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ所望とする角度で安定に偏向あるいは回折させることができる。光線Ｌ１，光線Ｌ２のコリメート化には、例えば、第１の光学素子２０の表面にレンズ層などの光学要素が付加される。あるいは、走査ミラー１５と第１の光学素子２０との間の光路上にコリメータレンズ等の他の光学要素が配置されてもよい。上記のコリメート化は、光学エンジン１０から第１の光学素子２０までの光路が比較的短く、光線Ｌ１，Ｌ２の収束性の乱れ（発散）が問題にならない場合には、省略することも可能である。

【0043】

また、第１の光学素子２０は、上述したような反射回折作用を有するホログラムレンズで構成される例に限られず、透過回折作用を有するホログラムレンズで構成されてもよい。また、ホログラムレンズは、コリメート機能と偏向機能とを持つ光学素子であるが、コリメート機能をもった素子と偏向機能を持った素子とを組み合わせて、第１の光学素子２０を構成してもよい。

【0044】

（第２の光学素子）
第１の光学素子２０から出射される光線Ｌ１'と、第１の光学素子２０から光線Ｌ１'とは異なる角度で出射される光線Ｌ２'は、第２の光学素子３０へ入射する。第２の光学素子３０は、波長の相違に応じて光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'をそれぞれ異なる角度に出射させる反射型の偏向レンズ要素を含む。

【0045】

第２の光学素子３０は、典型的には、観察者の眼前に配置される。本実施形態において第２の光学素子３０は、光線Ｌ１'を集光軸Ｃ１上に集光させる偏向反射層３１と、光線Ｌ２'を集光軸Ｃ２上に集光させる偏向反射層３２との積層膜で構成される。つまり、偏向反射層３１は光線Ｌ１'に対する偏向選択性を有し、偏向反射層３２は光線Ｌ２'に対する偏向選択性を有する。

【0046】

各偏向反射層３１，３２の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第２の光学素子３０は、各偏向反射層３１，３２の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0047】

集光軸Ｃ１と集光軸Ｃ２は互いに平行であり、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'の各々の入射位置の違いに応じて異なる位置に設定される。光線Ｌ１'の焦点距離と光線Ｌ２'の焦点距離は、互いに同一である。集光軸Ｃ１と集光軸Ｃ２との間の距離（ずれ量）は特に限定されず、例えば、１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。これにより、観察者の瞳Ｅｐが集光軸Ｃ１，Ｃ２のずれの方向に移動した際に映像を見ることができる範囲であるアイボックスの拡大を図ることができる。

【0048】

集光軸Ｃ１，Ｃ２のずれ方向は、観察者の眼球Ｅから見た横方向でもよいし、縦方向でもよい。例えば、画像表示装置１００が後述するヘッドマウントディスプレイ（図５参照）に適用される場合、表示部の形状や装着ずれの方向などを考慮して集光軸Ｃ１，Ｃ２のずれ方向が決定されてもよい。図１の例では、眼球Ｅの横方向（Ｘ軸方向）に集光軸Ｃ１，Ｃ２がずれるようにオフセットされる。

【0049】

第２の光学素子３０は、波長選択性を有する半透明のホログラムコンバイナレンズで構成される。偏向反射層３１は、第１の光学素子２０における偏向反射層２１と同じ回折特性を有する。偏向反射層３２は、第１の光学素子２０における偏向反射層２２と同じ回折特性を有する。第２の光学素子３０がコンバイナレンズとして構成されることにより、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'により各々形成される画像が、第２の光学素子３０を通して観察される外部視界に重畳して投影されることになる。

【0050】

［画像表示方法］
続いて本実施形態の画像表示装置１００の典型的な動作について説明する。

【0051】

画像表示装置１００は、互いに異なる光学特性を有する光線Ｌ１（第１の光線）及び光線Ｌ２（第２の光線）を第１の光学素子２０へ同時に入射させることで、第１の光学素子２０から出射され光線Ｌ１に対応する光線Ｌ１'（第３の光線）と、第１の光学素子２０から光線Ｌ１'とは異なる角度で出射され光線Ｌ２に対応する光線Ｌ２'（第４の光線）とを形成する。画像表示装置１００は、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'を第２の光学素子３０に入射させることで、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'を互いに異なる瞳位置に集光させる。

【0052】

光学エンジン１０は、第１の光源１１から出射する光線Ｌ１と第２の光源１２から出射する光線Ｌ２とを走査ミラー１５で走査しながら第１の光学素子２０へ同時に照射する。

【0053】

光線Ｌ１及び光線Ｌ２は、第１の光学素子２０の同一位置へ同時に入射する。光線Ｌ１は、第１の光学素子２０の偏向反射層２１で回折し、光線Ｌ１'として第２の光学素子３０へ入射する。光線Ｌ２は、第１の光学素子２０の偏向反射層２２で回折し、光線Ｌ２'として第２の光学素子３０へ入射する。光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'は、第１の光学素子２０から互いに異なる角度で出射するため、第２の光学素子３０上の異なる位置へ入射する。

【0054】

光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'は、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間の空気（自由空間）を伝播する。これに限られず、光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'は、後述するように、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０との間に配置された光伝送部材を介して伝送されてもよい。

【0055】

第２の光学素子３０は、偏向反射層３１で光線Ｌ１'を回折することで、光線Ｌ１，Ｌ１'に由来する再生画像光Ｓ１を眼球Ｅに投影する。また、第２の光学素子３０は、偏向反射層３２で光線Ｌ２'を回折することで、光線Ｌ２，Ｌ２'に由来する再生画像光Ｓ２を眼球Ｅに投影する。

【0056】

図３は、眼球Ｅ上に投影された再生画像光Ｓ１，Ｓ２の各々のスポット位置を示す模式図である。図３（Ａ）は、再生画像光Ｓ１が眼球Ｅの瞳Ｅｐ上に投影され、再生画像光Ｓ２が瞳Ｅｐとは異なる眼球Ｅの位置へ投影された様子を示す。

【0057】

このとき観察者は、第１の再生画像光Ｓ１で表示される画像から情報を取得する。この状態で図中左方へ瞳Ｅｐが移動したとき、再生画像光Ｓ１で表示される画像に代わって、再生画像光Ｓ２で表示される画像から情報を取得する。再生画像光Ｓ１で表示される画像と再生画像光Ｓ２で表示される画像はいずれも同一であるため、観察者にとっては、当該画像を見ることができる範囲（アイボックス）が拡大し、瞳Ｅｐあるいは視線の僅かな移動による画像の消失を防ぐことができる。

【0058】

一方、図３（Ｂ）は、再生画像光Ｓ１，Ｓ２がいずれも瞳Ｅｐ上に投影されていない様子を示している。例えば、観察者が瞳Ｅｐを図中上方（Ｙ軸方向）へ所定以上移動させたときは、再生画像光Ｓ１，Ｓ２により表示される画像は視認されない。このように観察者の視線方向によって画像の表示／非表示が切り替えられる。

【0059】

以上のように本実施形態の画像表示装置１００によれば、走査ミラー１５の角度（第１の光学素子２０に対する光線Ｌ１及び光線Ｌ２の入射位置あるいは入射角度）と、第２の光学素子３０から出射する再生画像光Ｓ１，Ｓ２の画角との関係が同一となる。これにより、光線Ｌ１及び光線Ｌ２の変調を必要とすることなく、異なる瞳位置に向けて光線Ｌ１'（再生画像光Ｓ１）及び光線Ｌ２'（再生画像光Ｓ２）を集光させることができる。以下、図４に示す画像表示装置１１０と比較しながら説明する。

【0060】

図４は、比較例に係る画像表示装置１１０を示す概略構成図である。比較例に係る画像表示装置１１０は、互いに波長が異なる２つの光線Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ画像再生光Ｓ１，Ｓ２として観察者の眼球Ｅへ集光する半透過型のホログラムコンバイナレンズ４０を備える。ホログラムコンバイナレンズ４０は、光線Ｌ１を選択的に回折することで画像再生光Ｓ１を出射する偏向反射層４１と、光線Ｌ２を選択的に回折することで再生画像光Ｓ２を出射する偏向反射層４２とを有する。すなわち、比較例に係る画像表示装置１１０は、本実施形態の画像表示装置１００における第１の光学素子２０を備えておらず、光学エンジン１０から照射される光線Ｌ１，Ｌ２を直接、ホログラムコンバイナレンズ４０へ照射するように構成される。

【0061】

比較例に係る画像表示装置１１０においては、走査ミラー１５によって各々走査される光線Ｌ１及び光線Ｌ２のホログラムコンバイナレンズ４０上での照射領域は、互いに同一の領域である。ところが、各偏向反射層４１，４２で瞳Ｅｐに集光される光線Ｌ１，Ｌ２が同一の画角となる走査ミラー１５のスキャン角度は、光線Ｌ１，Ｌ２ごとに異なる。このため、一方の光線で形成される画像の一部の領域の描画時に、他方の光線の出力を減衰させ（あるいは停止させ）ないと、一方の光線で形成される画像に他方の光線で形成される画像の一部が同時に表示される場合がある。したがって比較例に係る画像表示装置１１０においては、各波長の光線Ｌ１，Ｌ２で形成される画像を異なる瞳位置で相互に一致させるためには、光線Ｌ１，Ｌ２の変調タイミングを個別に調整する必要があり、映像生成プロセスが複雑になる。

【0062】

これに対して本実施形態の画像表示装置１００においては、光学エンジン１０から各々照射される光線Ｌ１，Ｌ２が入射し、これらを第２の光学素子３０へ向けて異なる角度で出射する第１の光学素子２０を備える。このため、光線Ｌ１及び光線Ｌ２の第２の光学素子３０上での照射領域は、互いに重複する領域はあるものの、互いに異なる領域である。このため、走査ミラー１５の角度（第１の光学素子２０に対する光線Ｌ１，光線Ｌ２の入射位置あるいは入射角度）と、第２の光学素子３０から出射する光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'の画角との関係が同一となる。

【0063】

したがって本実施形態によれば、各光線Ｌ１，Ｌ２の変調タイミングを個別に調整することなく、各波長の光線Ｌ１，Ｌ２で形成される画像を異なる瞳位置で相互に一致させることができる。これにより、比較例よりも容易にアイボックスを拡大できる映像生成プロセスを実現することができる。

【0064】

［適用例］
図５は、本実施形態の画像表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイ１５０の全体斜視図である。同図に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１５０は、表示部１５１Ｌ，１５１Ｒと、光学ユニット１５１Ｌ，１５２Ｒと、これらを支持するフレーム部１５３とを有する。

【0065】

表示部１５１Ｌ，１５１Ｒは、ユーザ（観察者）の眼前に配置される光透過型の光学素子である。表示部１５１Ｌは左眼に対向し、表示部１５１Ｒは右眼に対向する。表示部１５１Ｌ，１５１Ｒは、一体的に構成されてもよいし、各々が別体に構成されてもよい。表示部１５１Ｌ，１５１Ｒは、上述の画像表示装置１００における第２の光学素子３０に対応する。

【0066】

光学ユニット１５２Ｌ，１５２Ｒは、表示部１５１Ｌ，１５１Ｒへ画像光を照射するブロックである。光学ユニット１５２Ｌ，１５２Ｒは、表示部１５１Ｌ，１５１Ｒの縁部に配置され、上述の画像表示装置１００における光学エンジン１０及び第１の光学素子２０に対応する光学要素を内蔵する。

【0067】

光学ユニット１５２Ｌ，１５２Ｒは、それらのうち少なくとも一方を有していればよい。ヘッドマウントディスプレイ１５０は、表示部１５１Ｌ，１５１Ｒのうち少なくとも一方からユーザの眼球に再生画像光が投影されるように構成される。

【0068】

＜第２の実施形態＞
図６は、本技術の第２の実施形態に係る画像表示装置２００を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0069】

本実施形態の画像表示装置２００は、光学エンジン２１０、第１の光学素子２２０及び第２の光学素子２３０の構成が、上述の第１の実施形態と異なる。本実施形態において、光学エンジン２１０は、波長λ１，波長λ２と異なる波長λ３（第３の波長）を中心波長とするレーザ光Ｌ３（第５の光線）を出射する第３の光源１３をさらに有し、ダイクロイックミラー１４は、第１～第３の光源１１～１３から出射する光線Ｌ１～Ｌ３を合成することが可能に構成される。

【0070】

第１の光学素子２２０は、偏向反射層２１，２２に加えて、光学エンジン１０から照射される光線Ｌ３が入射する偏向反射層２３をさらに有する。偏向反射層２３は、光線Ｌ３に対応する光線Ｌ３'（第６の光線）を光線Ｌ１'及び光線Ｌ２'とは異なる角度で出射させる光学要素である反射型ホログラムである。

【0071】

図７は、第１の光学素子２２０の回折特性を説明する図である。同図に示すように、偏向反射層２３は、波長λ３の光線Ｌ１に対して最も高い回折効率が得られるような波長選択性を有する反射型ホログラムである。波長λ３には、波長λ２よりも長い波長が選択されるが、波長λ１よりも短い波長が選択されてもよいし、波長λ１と波長λ２との間の波長が選択されてもよい。

【0072】

各偏向反射層２１～２３の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第１の光学素子２２０は、各偏向反射層２１～２３の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0073】

第２の光学素子２３０は、偏向反射層３１，３２に加えて、第１の光学素子２２０から出射する光線Ｌ３'を再生画像光Ｓ３として集光軸Ｃ１，Ｃ２とは異なる集光軸Ｃ３上に集光させる偏向レンズ要素としての偏向反射層３３をさらに有する。

【0074】

各偏向反射層３１～３３の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第２の光学素子２３０は、各偏向反射層３１～３３の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0075】

集光軸Ｃ３は、集光軸Ｃ１，Ｃ２に平行であり、集光軸Ｃ１，Ｃ２の配列方向に沿って配置されてもよいし、集光軸Ｃ１，Ｃ２の配列方向とは異なる位置に配置されてもよい。

【0076】

図８（Ａ），（Ｂ）は、眼球Ｅと各再生画像光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のスポット位置との関係を示す図であって、集光軸Ｃ１～Ｃ３が眼球Ｅの横方向（Ｘ軸方向）に沿って配置された例を示している。この例によれば、画像を認識できる瞳Ｅｐの横方向の範囲が広げられるため、当該横方向へのアイボックスの拡大を図ることができる。

【0077】

一方、図９（Ａ），（Ｂ）は、眼球Ｅと各再生画像光Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のスポット位置との関係を示す図であって、集光軸Ｃ３が集光軸Ｃ１，Ｃ２の配列方向とは異なる眼球Ｅの縦方向（Ｙ軸方向）にオフセットした位置に配置された例を示している。この例によれば、画像を認識できる瞳Ｅｐの範囲が横方向だけでなく縦方向にも広げられるため、当該各方向へのアイボックスの拡大を図ることができる。

【0078】

光学エンジン１０から照射される異波長の光線の数は、４つ以上であってもよい。この場合、第１の光学素子及び第２の光学素子に各波長の光線に対して波長選択性を有する４つ以上の偏向反射層を備えさせることで、アイボックスを任意の方向に任意の大きさに広げることができる。

【0079】

＜第３の実施形態＞
図１０は、本技術の第３の実施形態に係る画像表示装置３００を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0080】

本実施形態の画像表示装置３００は、光線Ｌ１'（第３の光線）及び光線Ｌ２'（第４の光線）を第１の光学素子２０から第２の光学素子３０へ伝送する光伝送部材５０を備える点で、第１の実施形態と相違する。

【0081】

本実施形態において光伝送部材５０は、第１の光学素子２０と第２の光学素子３０とを一体的に支持する導光板である。光伝送部材５０は、光学エンジン１０から光線Ｌ１，Ｌ２が入射する第１の面５１と、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０を支持する第２の面５２とを有する。光伝送部材５０は、ガラス、合成樹脂材料などの透光性を有する材料で構成される。光伝送部材５１は図示するように平面的な形状のものに限られず、曲面形状であってもよい。

【0082】

第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０は、透光性を有する接合材を介して光伝送部材５０の第２の面５２にそれぞれ接合される。第１の光学素子２０は、第１の面５１から入射する光線Ｌ１，Ｌ２を光線Ｌ１'、Ｌ２'として回折させる。光線Ｌ１'、Ｌ２'は第１の面５１で全反射し、第２の光学素子３０へ入射する。第２の光学素子３０は、光線Ｌ１'，Ｌ２'を回折させ、画像再生光Ｓ１，Ｓ２として眼球Ｅの異なる瞳位置へそれぞれ集光する。

【0083】

光伝送部材５０において光線Ｌ１'Ｌ２'を全反射させる回数は１回に限られず、２回以上であってもよい。光線Ｌ１'，Ｌ２'の経路によっては、第２の光学素子３０は、光伝送部材５０の第１の面５１に配置されてもよい。この場合、画像再生光Ｓ１，Ｓ２は第２の面５２から出射させてもよい。

【0084】

本実施形態の画像表示装置３００においては、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０を共通に支持する光伝送部材５０を備えているため、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の実装信頼性を向上させることができるとともに、光学系のデザインの自由度を高めることができる。なお、光伝送部材５０としては、光ファイバ等の他の光伝送部材が用いられてもよい。

【0085】

＜第４の実施形態＞
図１１は、本技術の第４の実施形態に係る画像表示装置４００を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0086】

本実施形態の画像表示装置４００において、第１の光学素子４２０及び第２の光学素子４３０は、それぞれ偏光依存性を有する光学要素で構成されている点で、上述の第１の実施形態と相違する。

【0087】

光学エンジン４１０は、単一の光源４１１を有する。光源４１１は、図１２に示すように直交する２つの直線偏光Ｌ１１（第１の偏光成分），Ｌ１２（第２の偏光成分）に分解可能な偏光特性を有する単一波長のレーザ光である光線Ｌ１０を出射する。光線Ｌ１０は、走査ミラー１５により第１の光学素子４２０上を走査される。

【0088】

第１の光学素子４２０は、光線Ｌ０をコリメートし、一方の直線偏光成分Ｌ１１（第１の光線）を光線Ｌ１１'（第３の光線）として偏向し、他方の直線偏光成分Ｌ１２（第２の光線）を光線Ｌ１２'（第４の光線）として偏向する偏光依存性あるいは偏光選択性をもった光学要素で構成される。つまり、第１の光学素子４２０は、入射した光線Ｌ０を偏光成分に応じて２つの光線Ｌ１１'，Ｌ１２'に分離する機能をも有する。

【0089】

本実施形態において第１の光学素子４２０は、直線偏光成分Ｌ１１を選択的に回折することで光線Ｌ１１'を出射する偏向反射層４２１と、直線偏光成分Ｌｌ１２を選択的に回折することで光線Ｌ１２'を光線Ｌ１１'とは異なる角度で出射する偏向反射層４２２との積層体で構成される。

【0090】

各偏向反射層４２１，４２２は、反射型のホログラムレンズで構成されるが、透過型のホログラムレンズで構成されてもよい。各偏向反射層４２１，４２２の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第１の光学素子４２０は、各偏向反射層４２１，４２２の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0091】

第２の光学素子４３０は、第１の光学素子４２０から出射された光線Ｌ１１'及び光線Ｌ１２'が入射し、偏光特性の相違に応じて光線Ｌ１１'及び光線Ｌ１２'を互いに異なる瞳位置に集光させる偏光依存性あるいは偏光選択性をもった光学要素（典型的には、ホログラムコンバイナレンズ）で構成される。本実施形態において第２の光学素子４３０は、光線Ｌ１１'を選択的に回折することで光線Ｌ１１'を画像再生光Ｓ１１として集光軸Ｃ１上に出射する偏向反射層４３１と、光線Ｌ１２'を選択的に回折することで光線Ｌ１２'を画像再生光Ｓ１２として集光軸Ｃ２上に出射する偏向反射層４３２との積層体で構成される。

【0092】

各偏向反射層４３１，４３２の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。また、第２の光学素子４３０は、各偏向反射層４３１，４３２の機能を兼ね備えた単一の偏向反射層で構成されてもよい。

【0093】

以上のように構成される本実施形態の画像表示装置４００においても、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、１つの光源４１１で２つの再生画像を描画することができるため、光学エンジン４１０の構成の簡素化、部品点数の削減などを図ることができる。

【0094】

なお、第１及び第２の偏光成分は、直線偏光に限られず、互いに逆回りの円偏光であってもよい。この場合、光源４１１は、図１３に示すように右回りの円偏光Ｌ１１ｃと左回りの円偏光成分Ｌ１２ｃとに分解可能な光線Ｌ１０ｃを出射するように構成される。この場合、第１の光学素子４２０における各偏向反射層４２１，４２２及び第２の光学素子４３０における各偏向反射層４３１，４３２は、これらの円偏光Ｌ１１ｃ，Ｌ１２ｃを選択的に回折するホログラムレンズ等で構成される。円偏光Ｌ１１ｃ，Ｌ１２ｃは、楕円偏光であってもよい。

【0095】

＜第５の実施形態＞
図１４は、本技術の第５の実施形態に係る画像表示装置５００を示す概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0096】

本実施形態の画像表示装置５００において、第１の光学素子５２０及び第２の光学素子５３０は、それぞれ光線の入射角依存性を有する光学要素で構成されている点で、上述の第１の実施形態と相違する。

【0097】

光学エンジン４１０は、単一の光源４１１を有する。光源５１１は、単一波長のレーザ光である光線Ｌを出射する。光線Ｌは、走査ミラー１５により第１の光学素子５２０上を走査される。

【0098】

第１の光学素子５２０は、入射光の入射角度に対する回折特性がそれぞれ異なる複数の光学要素を有する。本実施形態において第１の光学素子５２０は、光線Ｌが所定の入射角で入射したときに回折光を出射する複数の偏向反射層を有し、各偏向反射層は、回折光が出射される光線Ｌの入射角がそれぞれで異なる。各偏向反射層は、典型的には、ホログラムレンズ層で構成される。

【0099】

第１の光学素子５２０は、図１５に示すような回折効率を有する３層の偏向反射層５２１～５２３を有する。第１の偏向反射層５２１は、光線Ｌの入射角が第１の角度θ１のときに回折光Ｌ５１を出射し、第２の偏向反射層５２２は、光線の入射角が第２の角度θ２のときに回折光Ｌ５２を出射し、第３の偏向反射層５２３は、光線の入射角が第３の角度θ３のときに回折光Ｌ５３を出射する。角度θ１，θ２，θ３は、それぞれ異なる角度である。各角度θ１，θ２，θ３はそれぞれ、１つの角度でもよいし、複数の角度を含んでもよい。各回折光Ｌ５１、Ｌ５２，Ｌ５３は、それぞれ異なる角度で出射されてもよい。

【0100】

第２の光学素子５３０は、前記第１の光学素子から出射される複数の回折光が入射し、これら複数の回折光をそれぞれ異なる瞳位置に集光させる光学要素（典型的には、ホログラムコンバイナレンズ）で構成される。

【0101】

本実施形態において第２の光学素子５３０は、回折光Ｌ５１，Ｌ５２，Ｌ５３をそれぞれ所定の集光軸上に集光させる３層の偏向反射層５３１～５３３の積層体で構成される。第１の偏向反射層５３１は光線Ｌ５１を集光軸Ｃ１上に集光させ、第２の偏向反射層５３２は光線Ｌ５２を集光軸Ｃ２上に集光させ、第３の偏向反射層５３３は、光線Ｌ５３を集光軸Ｃ３上に集光させる。各偏向反射層５３１～５３３の積層順は図示の例に限られず任意に設定可能である。

【0102】

以上のように構成される本実施形態の画像表示装置５００においても、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態によれば、１つの光源５１１で３つの再生画像を描画することができるため、光学エンジン５１０の構成の簡素化、部品点数の削減などを図ることができる。

【0103】

また、第１の光学素子５２０及び第２の光学素子５３０を構成する偏向反射層の積層数は３層に限られず、２層あるいは４層以上であってもよい。これら偏向反射層の積層数によって再生される画像の数を任意に調整することができる。

【0104】

＜変形例＞
例えば以上の実施形態では、ヘッドマウントディスプレイとして構成可能な画像表示装置を例に挙げて説明したが、これに限られず、ヘッドアップディスプレイ等の他のディスプレイにも本技術は適用可能である。

【0105】

また、以上の第４～第６の実施形態に係る画像表示装置においては、第３の実施形態と同様に、第１の光学素子から第２の光学素子への光線の伝播を導光板などの光伝送部材を用いて行ってもよい。

【0106】

さらに、第１の光学素子と第２の光学素子との間に、反射ミラー等の光学要素が別途配置されてもよい。これにより、第１の光学素子及び第２の光学素子の配置の自由度が高められる。

【0107】

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１） 互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線が同時に入射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射し、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる第２の光学素子と
を具備する画像表示装置。
（２）上記（１）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線をコリメートし、前記第１の光線を前記第３の光線として偏向し、前記第２の光線を前記第４の光線として偏向する少なくとも１つの光学要素を含む
画像表示装置。
（３）上記（２）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる波長を有し、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、波長選択性を有する前記光学要素を含む
画像表示装置。
（４）上記（２）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の光線及び前記第２の光線は、互いに異なる偏光特性を有し、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、偏光選択性を有する前記光学要素を含む
画像表示装置。
（５）上記（２）～（４）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学要素は、反射型である
画像表示装置。
（６）上記（２）～（５）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、ホログラムレンズである
画像表示装置。
（７）上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子は、第１の偏向反射層と第２の偏向反射層とを備え、
前記第１の偏向反射層は前記第１の光線に対する偏向選択性を有し、前記第２の偏向反射層は前記第２の光線に対する偏向選択性を有する
画像表示装置。
（８）上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子は、前記第１の光線及び前記第２の光線とは光学特性が異なる第５の光線が入射し、前記第５の光線に対応する第６の光線を前記第３の光線及び前記第４の光線とは異なる角度で出射させる光学要素を有し、
前記第２の光学素子は、前記第３の光線、前記第４の光線及び前記第６の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる偏向レンズ要素を有する
画像表示装置。
（９）上記（１）～（８）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記第１の光学素子に向けて前記第１の光線及び第２の光線を所定のタイミングで照射する光学エンジンをさらに具備する
画像表示装置。
（１０）上記（９）に記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、
第１の波長を中心波長とするレーザ光を前記第１の光線として出射する第１の光源と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長を中心波長とするレーザ光を前記第２の光線として出射する第２の光源と、を有する
画像表示装置。
（１１）上記（１０）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の波長と前記第２の波長との差は、５０ｎｍ以下である
画像表示装置。
（１２）上記（９）に記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、前記第１の光学素子によって第１の偏光成分と第２の偏光成分とに分解可能な偏光特性を有する単一波長のレーザ光を出射する光源を有する
画像表示装置。
（１３）上記（１２）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の偏光成分及び前記第２の偏光成分は、互いに直交する直線偏光である
画像表示装置。
（１４）上記（１２）に記載の画像表示装置であって、
前記第１の偏光成分及び前記第２の偏光成分は、互いに逆回りの円偏光である
画像表示装置。
（１５）上記（９）～（１４）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学エンジンは、前記第１の光学素子上で前記第１の光線及び前記第２の光線を走査する走査ミラーを有する
画像表示装置。
（１６）上記（１）～（１５）のいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記第３の光線及び前記第４の光線を前記第１の光学素子から前記第２の光学素子へ伝送する光伝送部材をさらに具備する
画像表示装置。
（１７） 入射光の入射角度に対する回折特性がそれぞれ異なる複数の光学要素を有する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子から出射される複数の回折光が入射し、前記複数の回折光をそれぞれ異なる瞳位置に集光させる第２の光学素子と
を具備する画像表示装置。
（１８） 互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を第１の光学素子へ同時に入射させることで、前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とを形成し、
前記第３の光線及び前記第４の光線を第２の光学素子に入射させることで、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる
画像表示方法。
（１９） 互いに異なる光学特性を有する第１の光線及び第２の光線を出射する光学エンジンと、
前記第１の光線及び前記第２の光線が同時に入射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子から出射され前記第１の光線に対応する第３の光線と、前記第１の光学素子から前記第３の光線とは異なる角度で出射され前記第２の光線に対応する第４の光線とが入射する第２の光学素子を有し、前記第３の光線及び前記第４の光線を互いに異なる瞳位置に集光させる表示部と
を具備するヘッドマウントディスプレイ。

【符号の説明】

【0108】

１０，２１０，４１０，５１０…光学エンジン
１１…第１の光源
１２…第２の光源
１３…第３の光源
１５…走査ミラー
２０，２２０，４２０，５２０…第１の光学素子
２１，２２，２３，４２１，４２２，５２１，５２２，５２３…偏向反射層
３１，３２，３３，４３１，４３２，５３１，５３２，５３３…偏向反射層
３０，２３０，４３０，５３０…第２の光学素子
５０…光伝送部材
１００，２００，３００，４００，５００…画像表示装置
１５０…ヘッドマウントディスプレイ
１５１Ｌ，１５１Ｒ…表示部
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…集光軸
Ｅ…眼球
Ｌ，Ｌ１，Ｌ１'，Ｌ２，Ｌ２'，Ｌ３，Ｌ３'…光線

【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】