JP2022086074A - 虚像表示装置、光学ユニット、虚像表示装置の調整方法及び虚像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系を組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、これを補正できる虚像表示装置を提供すること。【解決手段】虚像表示装置１００は、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを組み付ける組付部材ＡＳとしての鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等と、組付部材ＡＳにより組み付けられた第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとについて表示状態の調整をする組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂとを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、虚像の形成及び観察を可能にするヘッドマウントディスプレイ等である虚像表示装置等に関する。

ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする両眼視の虚像表示装置において、左右光学系の光軸等について調整を行って左右の映像位置を合わせることが行われており、例えば、伸縮性の封止部材を設けて、光学系の位置調整等の作業の際に、異物を侵入させないようにするものが知られている（特許文献１参照）。

特開２０２０－１６０１１５号公報

しかしながら、例えば特許文献１等のような技術を用いて光学系の高精度な組立てがなされたとしても、光学系の組立て後における基板取付や外装組立等を経る間に、光学系における光軸のずれ等が新たに生じてしまう可能性がある。特に、左右間での映像位置のずれは、わずかなものであっても使用者（装着者）に多大な負荷を強いる可能性がある。

本発明の一側面における虚像表示装置は、右眼用の第１表示装置と、左眼用の第２表示装置と、第１表示装置と第２表示装置とを組み付ける組付部材と、組付部材により組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて表示状態の調整をする組付後調整装置とを備える。

第１実施形態の虚像表示装置について概要を説明する外観斜視図である。 虚像表示装置を構成する光学系について一例を示す図である。 光学系の各部及び光路について説明するための一部拡大図である。 光学系の組付け時における位置合わせの様子について一例を説明するための斜視図である。 光学系の組付け時における位置合わせについて概念的に示す平面図である。 表示状態の位置ずれについて説明する概念図である。 光学系の組付け後の状態について一例を概念的に示す平面図である。 図７に示す光学系の組付け後における表示状態の調整について概念的に示す平面図である。 表示状態の調整のための画像処理の一例を説明するためのブロック図である。 表示素子の表示面について一例を示す概念図である。 虚像表示装置の一変形例について説明する外観斜視図である。 第２実施形態の虚像表示装置について、表示状態の調整のための画像処理の一例を説明するブロック図である。 第３実施形態の虚像表示装置について概要を説明する外観斜視図である。 虚像表示装置の内部構造について一例を説明する側方断面図である。 発生する歪みや回転の補正について説明するための概念図である。 虚像表示装置の一変形例について説明する外観斜視図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る虚像表示装置及びこれに組み込まれる光学ユニットについて説明する。図１は、本実施形態の虚像表示装置１００について概要を説明する外観斜視図であり、図２は、虚像表示装置１００を構成する光学系について一例を示す図であり、図３は、虚像表示装置１００を構成する光学系の各部及び光路について説明するための一部拡大図である。また、図４は、光学系の組付け時における位置合わせの様子について一例を説明するために光学系の一部について拡大して示した斜視図である。

図１等に示すように、本実施形態の虚像表示装置１００は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）であり、この虚像表示装置１００を装着した観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。また、虚像表示装置１００は、観察者又は装着者ＵＳに外界像をシースルーで視認又は観察させることができる。虚像表示装置１００は、第１表示装置１００Ａと、第２表示装置１００Ｂとを備える。

なお、図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、虚像表示装置１００を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。

図１及び図２に示すように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂは、右眼用の虚像と左眼用の虚像とをそれぞれ形成する部分である。右眼用の第１表示装置１００Ａは、観察者の眼前を透視可能に覆う第１虚像形成光学部１０１ａと、画像光ＭＬを形成する第１像形成本体部１０５ａとを備える。左眼用の第２表示装置１００Ｂは、観察者の眼前を透視可能に覆う第２虚像形成光学部１０１ｂと、画像光ＭＬを形成する第２像形成本体部１０５ｂとを備える。

第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂについては、映像形成デバイスである表示素子（映像素子）８０や、投射レンズ３０等の像形成のための光学系や、さらに、図４に例示するように、これらの光学系を収納するケース部材ＣＳや鏡筒ＢＲ等でそれぞれ構成されている。なお、これらは、さらに、カバー状の外装部材１０５ｄにより覆われることで、支持され、かつ、収納されている。

図２に例示するように、表示素子８０は、パネル型の映像素子（画像光生成装置）であって、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence）等の自発光型の表示デバイスであり、２次元の表示面ＳＳａにカラーの静止画又は動画を形成する。また、表示素子８０は、図示を省略する表示制御回路に駆動されて表示動作を行う。さらに、表示素子８０は、有機ＥＬに限らず、無機ＥＬ、ＬＥＤアレイ、有機ＬＥＤ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等に置き換えることができる。表示素子８０は、自発光型の画像光生成装置に限らず、ＬＣＤその他の光変調素子で構成され、当該光変調素子をバックライトのような光源によって照明することによって画像を形成するものであってもよい。表示素子８０として、ＬＣＤに代えて、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon, ＬＣｏＳは登録商標）や、デジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。

投射レンズ３０は、例えば図２に示すように、光軸（入射側光軸）ＡＸが延びる方向（光軸方向）に沿って並ぶ複数の光学素子（図２等に示す例では、４つのレンズ）を備えて構成されている投射光学系である。また、例えば図３の上欄α１及び下欄α２に比較して示すように、投射レンズ３０を構成する複数のレンズは、例えば樹脂成形により一体成形された鏡筒ＢＲによって収納され、かつ、支持されている。なお、投射レンズ３０を構成する光学要素すなわち４つのレンズについては、例えば非軸対称な非球面と軸対称な非球面との双方を含む非球面レンズを含んで構成することができる。この際、後述する第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂの導光部材（導光部材１０，１０ａ，１０ｂ）の光学面又は反射面と協働して当該導光部材の内部に中間像を形成するものとすることができる。

なお、以下において、例えば、右眼用と左眼用とで区別する場合には、右眼用の表示素子８０は、表示素子８０ａと記載し、左眼用の表示素子８０は、表示素子８０ｂと記載することもある。同様に、投射レンズ３０は、投射レンズ３０ａ，３０ｂと記載し、ケース部材ＣＳは、ケース部材ＣＳａ，ＣＳｂと記載し、鏡筒ＢＲは、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂと記載することもある。

第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂは、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂで形成される映像光である画像光ＭＬを導光させるとともに外界光ＨＬと画像光ＭＬとを重複して視認させる。図１等の例示では、第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂは、別体ではなく中央で連結されて一体的な部材である透視型導光ユニット１００Ｃを形成している。透視型導光ユニット１００Ｃは、導光によって観察者に両眼用の映像を提供する複合型の導光装置である。また、以上について見方を変えると、透視型導光ユニット１００Ｃは、一対の導光部材１０ａ，１０ｂと光透過部材である中央部材５０とを備えており、第１虚像形成光学部１０１ａは、導光部材１０ａと中央部材５０の右半分である光透過部５０Ａとによって形成されている。同様に、第２虚像形成光学部１０１ｂは、導光部材１０ｂと中央部材５０の左半分である光透過部５０Ｂとによって形成されている。なお、導光部材１０ａ，１０ｂについて、まとめて導光部材１０と記載することもある。

なお、以上において、投射レンズ３０（３０ａ，３０ｂ）及び導光部材１０（１０ａ，１０ｂ）をまとめて、表示素子８０（８０ａ，８０ｂ）から射出された画像光ＭＬを導く導光系９０（９０ａ，９０ｂ）と捉えることも可能である。

以下、図３等を参照して、虚像表示装置１００による画像光ＭＬの導光について、一例を概念的に説明する。虚像表示装置１００は、既述のように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂで構成されるが、図２等に示すように、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとは、光学的に左右対称（鏡対称）で同等の構造を有するため、図３では、第１表示装置１００Ａについてのみ示すとともに右眼側の構成についてのみ説明し、第２表示装置１００Ｂについては説明を省略する。また、図３等において、ｘ、ｙ、及びｚは、直交座標系であり、ｚ方向は、第１表示装置１００Ａを構成する光学系の光軸方向に相当し、ｘ方向及びｙ方向は、ｚ方向を法線方向とする表示素子８０ｂ（８０）のパネル面内の面内方向に相当し、ｘ方向が水平方向に相当し、ｙ方向が鉛直方向に相当する。

図３に例示するように、まず、第１虚像形成光学部１０１ａのうち、導光部材１０ａは、光学的な機能を有する側面として、第１～第５面Ｓ１１～Ｓ１５を有している。これらのうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが隣接する。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置されている。第２面Ｓ１２の表面には、ハーフミラー層が付随して設けられている。このハーフミラー層は、光透過性を有する反射膜（半透過反射膜）であり、金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成され映像光に対する反射率が適宜設定されている。つまり、導光部材１０ａが、観察者の装着時において眼前を覆う透過型反射面を有している。

第１虚像形成光学部１０１ａのうち、光透過部５０Ａは、導光部材１０ａの透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）であり、導光部材１０ａと一体的に固定され１つの第１虚像形成光学部１０１ａとなっている。光透過部５０Ａは、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する。第２透過面Ｓ５２は、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光部材１０ａの第１面Ｓ１１を延長した面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、第２面Ｓ１２に対して接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光部材１０の第３面Ｓ１３を延長した面上にある。言い換えると、第１面Ｓ１１と第１透過面Ｓ５１とが隣接し、同様に、第３面Ｓ１３と第３透過面Ｓ５３とが隣接しており、いずれも面一に位置合わせされた状態となった滑らかな面を形成している。

以下、図３等を参照して、画像光ＭＬの光路について概略説明する。表示素子８０ａから画像光ＭＬが射出されると、これに対して、導光部材１０ａは、投射レンズ３０から画像光ＭＬを入射させる。すなわち画像光ＭＬを受けるとともに第１～第５面Ｓ１１～Ｓ１５での反射等により観察者又は装着者ＵＳの眼ＥＹに向けて導光する。具体的には、投射レンズ３０からの画像光ＭＬは、まず、第４面Ｓ１４に入射して第５面Ｓ１５で反射され、第４面Ｓ１４に内側から再度入射して全反射され、第３面Ｓ１３に入射して全反射され、第１面Ｓ１１に入射して全反射される。第１面Ｓ１１で全反射された画像光ＭＬは、第２面Ｓ１２に入射し、第２面Ｓ１２に設けたハーフミラー層を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。第１面Ｓ１１を通過した画像光ＭＬは、装着者ＵＳの眼ＥＹ又はその等価位置である射出瞳ＥＰの形成位置に略平行光束として入射する。つまり、装着者ＵＳは、虚像としての画像光ＭＬにより画像を観察することになる。

また、第１虚像形成光学部１０１ａは、上述したように導光部材１０ａにより装着者ＵＳに映像光を視認させるとともに、導光部材１０ａと光透過部５０Ａとの協働により装着者ＵＳに歪みの少ない外界像を観察させるものとなっている。この際、第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面（視度略０）となっていることで、外界光ＨＬについて、収差等をほとんど生じない。また、同様に、第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とが互いに略平行な平面となっている。さらに、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面となっていることで、収差等をほとんど生じない。以上により、装着者ＵＳは、光透過部材としての中央部材５０越しに歪みのない外界像を観察することになる。

なお、図２等に示す第２表示装置１００Ｂも、上述した第１表示装置１００Ａと同様の構成を有する。以上により、装着者ＵＳは、両眼視による虚像の観察を外界の観察とともに行える。

以上のような構成とするに際して、左右での虚像表示位置が合致するように、位置合わせが行われる。具体的には、図４に一例を示すように、表示素子８０と投射レンズ３０との位置調整が行われる。

図示の例では、鏡筒ＢＲ（ＢＲａ，ＢＲｂ）の側面に掘込み部ＤＧが設けられ、ケース部材ＣＳの側面に突起部ＰＲが掘込み部ＤＧに対応して設けられている。掘込み部ＤＧと突起部ＰＲとの間には、位置調整を可能とすべく若干の隙間が設けられている。鏡筒ＢＲとケース部材ＣＳとの接合に際しては、これらを嵌め合わせ、さらに、例えば掘込み部ＤＧや突起部ＰＲ等に紫外線硬化性樹脂となるべき接着剤を塗布する（図示略）。以上により、鏡筒ＢＲとケース部材ＣＳとの相対的位置関係を調整可能としつつ、所望の位置で固定している。なお、鏡筒ＢＲとケース部材ＣＳとの接合に際して、鏡筒ＢＲとケース部材ＣＳとの間を封止部材で巻きつけることで、鏡筒ＢＲとケース部材ＣＳとの間を隙間なく密閉した状態にしてもよい。

ここで、上記のような画像を形成する光学系を構成する製作工程（製造工程）に際して、各光学系の位置合わせが非常に重要となる。特に、上記構成の虚像表示装置１００のように、第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂを有して左右の眼にそれぞれ画像を視認させる構成の場合、片眼のみでの位置合わせのみならず、右眼側と左眼側との間でのバランスを考慮した位置合わせが重要となる。より具体的には、左右用の投射レンズ３０ａ，３０ｂをそれぞれ収納した鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂを、透視型導光ユニット１００Ｃに組み付けた後の状態において、表示素子８０ａ，８０ｂを収納したケース部材ＣＳａ，ＣＳｂを、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂに取り付ける際（パネル調整工程）の位置決めを高精度に行う必要がある。さらに、各部の角度調整（光軸調整）について、高精度に行う必要がある。例えば左右の視認状態についてバランスを維持するには、角度誤差を±０．２°以内程度となるようにする必要がある。

以上のような条件を満たすように左右の相対的な位置決めを高精度に行うべく、例えば、図５として概念的に示す平面図のうち、上欄β１にあるように、一対の撮像素子（カメラ）ＦＣａ，ＦＣｂと、画像処理装置ＦＩとで構成される調整装置ＦＡを利用して、光学系の組付け時における位置合わせ（位置調整）をする態様が考えられる。

上記位置合わせ（位置調整）について、より具体的に説明すると、まず、装着者ＵＳの左右の眼ＥＹの位置（図２等参照）として想定される射出瞳ＥＰの形成位置に撮像素子ＦＣａ，ＦＣｂが設置され、その一方で、位置調整可能な状態で仮組みされた光学系からは、仮の映像を表示させる。撮像素子ＦＣａ，ＦＣｂは、当該仮の映像を撮像し、その撮像結果は、画像処理装置ＦＩに送られる。画像処理装置ＦＩは、左右の眼として想定される撮像素子ＦＣａと撮像素子ＦＣｂとでの上記撮像結果（装着者ＵＳにおける視認の状態に相当）から、光学系の各部のずれを算出し、算出結果に応じて、調整可能に仮組みされた各光学系の相対的位置関係が変更される。なお、図示を省略しているが、投射レンズ３０ａ，３０ｂを収納する鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂや、表示素子８０ａ，８０ｂ（あるいは図４に示す表示素子８０ａ，８０ｂを収納するケース部材ＣＳａ，ＣＳｂ）には、治具が取り付けられており、上記のような算出結果に応じて、必要な物理的位置変更が可能になっている。

以上のようにして、所望の精度を満たす状態で、光学系の組付けがなされる。上記の場合、例えば、図４に示した鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂや、ケース部材ＣＳａ，ＣＳｂは、位置調整がなされた状態の各光学系を組み付ける部材として、すなわち所望の位置関係となった第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを組み付ける組付部材ＡＳとして機能する。つまり、組付部材ＡＳとしての鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等は、虚像表示装置１００を構成する光学系における左右の相対的な姿勢を調整する。なお、以下において、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等により、第１及び第２表示装置１００Ａ，１００Ｂを構成する光学系が組み付けられた状態のユニットを、光学ユニットＯＵとする。上記のようにして組み付けられた光学ユニットＯＵに対して、さらに、下欄β２に例示するように、カバー状の外装部材１０５ｄ等や、図示を省略するが、各種制御回路基板、カメラや配線部材、テンプル等、種々の部材の組付けやさらに各種装飾等がなされることで、虚像表示装置１００は、エンドユーザー（消費者）に対して提供可能な製品となる。

ここで、図５の上欄β１を参照して説明したように、光学系についての高精度な組付けがなされた直後の状態の光学ユニットＯＵでは、左右の画像位置のずれ等が生じない状態での視認が可能となっている。つまり、図６に例示した概念図を参照して説明すると、第１欄γ１に概念的に示す装着者ＵＳの右眼ＥＹａと左眼ＥＹｂで視認される画像（虚像）のイメージＩＭ１，ＩＭ２は、第２欄γ２に概念的に示すように、位置ずれが無く一致した状態のイメージＩＭＡとして、装着者ＵＳに自然に認識される状態となっている。これは、図２に例示した画像光ＭＬの光路について、左右で同じ画像位置として射出された画像光ＭＬが、眼ＥＹ（射出瞳ＥＰの形成位置）に対して、同じ角度で入射することを意味する。

これに対して、図５の下欄β２等を参照して説明したように、光学ユニットＯＵの高精度な組付後に、他の部材を組み付けていく工程を経るうちに、光学ユニットＯＵに多少の歪みが生じて画像光ＭＬの入射角度が左右で異なってしまい、その結果、例えば、図６の第３欄γ３や第４欄γ４に概念的に示すように、イメージＩＭ１，ＩＭ２で位置ずれが発生する可能性がある。第３欄γ３に示す例では、観察者の眼ＥＹの並ぶ水平方向すなわちＸ方向（又はｘ方向）について画像のずれが発生してしまっている。一方、第４欄γ４に示す例では、観察者の眼ＥＹの並ぶ水平方向に垂直な方向すなわちＹ方向（又はｙ方向）について画像のずれが発生してしまっている。これらのずれについては、ある程度の範囲内であれば、装着者ＵＳは、すなわち人間は、同じ画像と見做すべく脳内の処理を行うと考えられる。しかしながら、かかる状態は、装着者ＵＳに著しい負荷を負わせるものとなり、例えば長時間の視認をすると、装着者ＵＳに多大な疲労を与えてしまう可能性がある。特に、第４欄γ４に例示した上下方向（ｙ方向、垂直方向）についてのずれについては、その影響が大きく、極力減らすことが望ましい。また、第４欄γ４に例示した左右方向（水平方向）についても、視認させる条件によっては、厳密に併せておくことが望ましく、例えば、輻輳をわざとずらして３Ｄ表示を行うといった場合には、合致した状態から意図した量のずれを左右で生じさせる必要がある。

さらに、上記のような上下左右の画像ずれのほか、さらに画像の歪みや回転等が生じている可能性もあり、これらについても、併せて補正をする必要が生じる場合も考えられる。また、元々光学系において発生する歪曲収差や回転等まで加味して併せて補正を行う態様とすることも考えられる。

そこで、本実施形態では、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂや、ケース部材ＣＳａ，ＣＳｂ等の組付部材ＡＳによって既に組み付けられた状態にある光学ユニットＯＵについて、組付後であっても、特に光学系以外の他の部材（例えばカバー状の外装部材１０５ｄ等）が組付けられた後であっても、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとについて表示状態の調整をする（補正をする）ことを可能とする態様としている。

以下、図７等を参照して、組付部材ＡＳにより組み付けられた後での虚像表示装置１００における表示状態の調整について説明する。図７は、光学ユニットＯＵを構成する光学系の組付け後さらに他の部材が取り付けられた状態にある虚像表示装置１００について一例を概念的に示す平面図であり、図８は、図７に示す虚像表示装置１００における表示状態の調整について概念的に示す平面図である。また、図９は、図８の状況下での表示状態の調整のための画像処理の一例を説明するためのブロック図である。

ここで、図７等に示す一例では、上記光学系の組付け後における光学的な調整として、表示素子８０の表示面ＳＳａにおけるパネル表示位置調整（表示領域の調整）を、デジタル調整（補正）を行うことで、表示状態の調整を可能する場合について説明する。

まず、図７では、光学ユニットＯＵの組付後、さらに制御装置（コントローラー）ＣＴ等の各部を取り付けた状態の虚像表示装置１００の一例を示している。すなわち、エンドユーザー（消費者、購入者）に対して引渡し可能な一応の完成品としての虚像表示装置１００の一例を示している。ただし、ここでは、光学ユニットＯＵの組付後の各部の取付工程等を経た結果、光学ユニットＯＵを構成する光学系において歪み等のずれが発生しており、この補正が必要となった状態にあるものとする。つまり、虚像表示装置１００は、完成品へ組み立てた後に、光学ユニットＯＵの組付後の組立てによって生じた左右の映像位置のずれを補正することになる。

また、図７に示す一例の虚像表示装置１００では、既述のように、表示させる画像情報の制御及び出力や、装着者ＵＳによる各種操作指令の受付け等、各種制御を行うための制御装置ＣＴが設けられており、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとは、ケーブルＣＢ（ＣＢａ，ＣＢｂ）を介して、制御装置ＣＴに接続されている。制御装置ＣＴには、ＣＰＵ等で構成される主制御部ＭＰのほか、映像分岐部ＶＢが設けられており、右眼用の第１表示装置１００Ａに対して画像データを出力する第１出力部ＧＯａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂに対して画像データを出力する第２出力部ＧＯｂとが設けられている。

さらに、図示の一例では、表示状態の調整をするための補正回路部として、第１表示装置１００Ａには、第１補正部ＣＯａが設けられており、第２表示装置１００Ｂには、第２補正部ＣＯｂが設けられている。第１補正部ＣＯａは、第１補正量メモリーＣＭａと、第１補正回路ＣＣａとを備える。同様に、第２補正部ＣＯｂは、第２補正量メモリーＣＭｂと、第２補正回路ＣＣｂとを備える。なお、第１表示装置１００Ａや第２表示装置１００Ｂに加え、第１補正部ＣＯａ及び第２補正部ＣＯｂまで含めたものを、光学ユニットＯＵとして捉えてもよいものとする。すなわち、光学ユニットＯＵには、光学部材に加え、回路基板等まで含まれることもあるものとする。また、第１補正部ＣＯａ等を構成する回路基板等までを含めた光学ユニットＯＵも、商取引の対象たる製品となり得る。

第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂには、必要な補正量に関する情報が書き込み可能となっており、第１及び第２補正回路ＣＣａ，ＣＣｂは、第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂに記録された内容に基づき画像の修正すなわちパネル表示位置調整（表示領域の調整）を行う。すなわち、第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂに必要な補正量（調整量）がインプットされることで、第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、光学ユニットＯＵの組付後の工程を経た第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとについて表示状態の調整をする組付後調整装置ＡＡとして機能する。なお、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、第１表示装置１００Ａと、第２表示装置１００Ｂとに応じて２つに分岐された映像信号について、分岐後の一方と他方とで異なる変換処理をする。すなわち、第１補正部ＣＯａと第２補正部ＣＯｂとは、別個独立に変換処理をする。

以下、図８及び図９を参照して、図７に例示した虚像表示装置１００における表示状態の調整すなわち表示領域の調整（調整方法）について説明する。

まず、図８に示すように、図７に例示した虚像表示装置１００に対して、一対の撮像素子（カメラ）ＮＣａ，ＮＣｂと、画像処理装置ＮＩとで構成される調整装置ＮＡを利用して、光学系の組付け後における表示状態の調整が行われる。すなわち、調整装置ＮＡにより、第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂに記録されるべき補正量の測定が行われる。

上記補正量の測定（表示領域の調整量測定）について、より具体的に説明すると、まず、装着者ＵＳの左右の眼ＥＹの位置（図２等参照）として想定される射出瞳ＥＰの形成位置に撮像素子ＮＣａ，ＮＣｂが設置され、その一方で、すでに組付け固定された光学系からは、仮の映像を表示させる。撮像素子ＮＣａ，ＮＣｂは、当該仮の映像を撮像し、その撮像結果が、画像処理装置ＮＩに送られる。画像処理装置ＮＩは、左右の眼として想定される撮像素子ＮＣａと撮像素子ＮＣｂとでの上記撮像結果（装着者ＵＳにおける視認の状態に相当）から、光学系の各部のずれを算出する。さらに、算出結果に応じて、画像処理装置ＮＩは、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとにおいてそれぞれ必要な補正量の測定（表示領域の調整量測定）を行い、その測定結果が第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂに出力される。すなわち、必要な補正量（表示領域の調整量）に関する情報が、第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂの第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂに入力（インプット）される。

図９は、以上のような第１補正部ＣＯａ及び第２補正部ＣＯｂに関して、より具体的な一例を説明するためのブロック図である。図示の例では、第１補正部ＣＯａのうち、第１補正回路ＣＣａは、右眼用歪み補正部ＤＣａと、右眼用画素変換位置調整部ＰＡａと、右眼用回転補正部ＲＣａとで構成されている。右眼用歪み補正部ＤＣａは、右眼用として表示すべき画像全体に対して光学系に起因して発生する歪みを補正するための補正回路（歪み補正回路）である。右眼用画素変換位置調整部ＰＡａは、表示位置の画素単位での上下左右についての変換位置調整（ずれ補正）を行う調整回路（変換位置調整回路）である。右眼用回転補正部ＲＣａは、右眼用として表示すべき画像全体に対して光学系に起因して発生する回転を補正するための補正回路（回転補正回路）である。これらは、必要に応じて、補正量メモリーＣＭすなわち第１補正量メモリーＣＭａから適宜情報を取得する。なお、補正量メモリーＣＭ（第１補正量メモリーＣＭａ）については、図８に例示した調整装置ＮＡを利用した態様のように、予め外部入力として、補正量がインプットされている。

なお、同様に、第２補正部ＣＯｂについては、第２補正回路ＣＣｂが、左眼用歪み補正部ＤＣｂと、左眼用画素変換位置調整部ＰＡｂと、左眼用回転補正部ＲＣｂとで構成されており、これらは、必要に応じて、補正量メモリーＣＭすなわち第２補正量メモリーＣＭｂから適宜情報を取得する。

以下、簡単に各種信号処理さらにはこれに基づく画像形成について説明する。例えば、制御装置（コントローラー）ＣＴに映像信号が入力されて、これに応じた左右用の画像データ（映像信号）が映像分岐部ＶＢから出力されると、右眼用の第１補正部ＣＯａでは、まず、右眼用歪み補正部ＤＣａにおいて、画像全体についての歪み補正がなされた後、右眼用画素変換位置調整部ＰＡａで画素位置が調整され、最後に、右眼用回転補正部ＲＣａにおいて、画像全体についての回転補正がなされる。以上のような処理を経た画像データ（映像信号）が、表示素子８０ａを構成する右眼用ディスプレイドライバＤＤａに出力され、同じく表示素子８０ａを構成する右眼用ＯＬＥＤパネルＯＰａから当該画像データ（映像信号）に対応した画像光ＭＬが射出される。

なお、左眼用の第２補正部ＣＯｂや、表示素子８０ｂを構成する左眼用ＯＬＥＤパネルＯＰｂ、左眼用ＯＬＥＤパネルＯＰｂについても、左眼用の画像形成に関して、同様に機能する。

また、上記では、説明の都合上、例えば第１補正回路ＣＣａを右眼用歪み補正部ＤＣａと、右眼用画素変換位置調整部ＰＡａと、右眼用回転補正部ＲＣａとの３つの要素で構成されるものとしているが、実際には、これらに相当する処理を行う１つのチップ（回路）で第１補正回路ＣＣａを構成できる。第２補正部ＣＯｂの第２補正回路ＣＣｂについても同様である。

以下、図１０に例示する表示素子８０の表示面ＳＳａについての概念図を参照して、映像信号の調整処理に関して具体的一態様を説明する。ここでは、一例として、入力される映像信号（画面解像度）は、１９２０×１０８０（ＦＨＤ）であるものとし、これに対応する表示素子８０の表示面ＳＳａ上での表示領域を表示領域ＩＭとする。これに対して、表示素子８０の表示面ＳＳａにおけるパネルの有効画素数は、１９６０×１１２０＝（１９２０＋４０）×（１０８０＋４０）となっている。すなわち、図中において、表示素子８０の表示面ＳＳａとしての最大領域を示す表示有効領域ＩＭＥは、入力される映像信号に対応する表示素子８０の表示領域ＩＭと比較して広く、上下左右について、±２０画素分の調整用のマージン領域ＭＤが設けられている。さらに言い換えると、表示素子８０の表示領域ＩＭは、表示素子８０の表示有効領域ＩＭＥよりも狭く、表示素子８０は、表示有効領域ＩＭＥにおいて、表示領域ＩＭを可変とするためのマージン領域ＭＤを有している。以上のような構成の場合、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、例えば右眼用及び左眼用画素変換位置調整部ＰＡａ，ＰＡｂにおいて、視認させる虚像の位置調整として、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとが並ぶ第１方向であるＸ方向（左右方向、水平方向）についての調整のみならず、これに交差する第２方向であるＹ方向（上下方向、垂直方向）についての調整を行うことが可能になっている。

なお、図示の一例では、表示有効領域ＩＭＥは、元の映像信号が標準位置にある場合の表示領域ＩＭに対して、上に１０画素、下に３０画素、左に５画素、右に３５画素付加して表示位置をずらすことが可能となるように、各方向についてのマージン領域ＭＤが設定されている。また、本実施形態では、図４等を参照して説明したように、ケース部材ＣＳａ，ＣＳｂを鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂに取り付けるパネル調整工程等において位置決めがされており、この位置決めの時点において、表示領域ＩＭが上記標準位置に合わせられているものとする。上記のような処理を可能とするため、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、入力される映像信号を変換して表示素子８０に対して出力する映像処理回路を有し、特に、入力される映像信号よりも画素数の大きな映像信号、すなわち表示素子８０における表示有効領域ＩＭＥに対応する映像信号に変換する（解像度変換をする）拡大処理回路を含む。

また、本実施形態では、上記各マージンを利用した上下左右方向についてのずれ補正に加え、回転調整等も実施され、この際、回転等によって画像の端部の情報が切れる場合は、切れた状態で表示するようにしてもよい。あるいは、例えば位置ずらし量（ずれ補正量）によっては、回転等に制限を設けるようにしてもよい。つまり、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、上記拡大処理回路における変換で大きくなった映像信号の画素数の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のうち少なくともいずれか、あるいはその両方を行う態様としてもよい。

また、以上の場合のずれ補正として対応できる調整量（±２０画素分）は、光軸のずれ（角度のずれ）に換算すると、上下左右±０．３°程度に相当する。一方、図４や図５等を参照して説明したパネル調整工程等の光学系の組付け時の各工程における位置決めに際しての調整量は、例えば光軸角度で上下左右±３°程度の調整が可能であるようにしておくことが考えられる。すなわち、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等の組付部材ＡＳによる組付けに際しての調整量が、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂにおける再度の調整での調整量よりも大きいものとなっている。

また、以上において、組付部材ＡＳとしての鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等は、表示素子８０ａ，８０ｂと導光系９０ａ，９０ｂとの相対的な位置調整をしつつ組付けをする物理的な位置調整であり、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、表示素子８０ａ，８０ｂにおける表示領域の調整をするデジタル処理（画像処理）による電子的な位置調整をするものとなっている。なお、虚像表示装置１００は、組付後調整装置ＡＡにおける調整における調整の有無を問わず、商取引の対象となる製品となり得、虚像表示装置１００の製造工程（製造方法における一工程）としては、組付後調整装置ＡＡによる調整を含む場合も含まない場合も考えられる。

以上のように、本実施形態に係る虚像表示装置１００は、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを組み付ける組付部材ＡＳとしての鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等と、組付部材ＡＳにより組み付けられた第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとについて表示状態の調整をする組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂとを備える。上記虚像表示装置１００では、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを、鏡筒ＢＲａ，ＢＲｂ等の組付部材ＡＳにより組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂによって第１表示装置１００Ａや第２表示装置１００Ｂの表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

以下、図１１として示す外観斜視図を参照して、本実施形態に係る虚像表示装置１００の一変形例について説明する。本変形例では、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとが、分離独立しており、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとがフレーム１０２を介して接続されている。この点において、すなわちフレーム１０２が、第１表示装置１００Ａを構成する光学系と第２表示装置１００Ｂを構成する光学系とを組み付ける組付部材ＡＳとして機能している点において、透視型導光ユニット１００Ｃにより連結されて一体的な部材となっている図１等に例示した態様と異なっている。この場合においても、光学系（光学ユニットＯＵ）の組付けを高精度に行うことが可能であり、かつ、光学系（光学ユニットＯＵ）の組付後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、そのずれを補正できる。

〔第２実施形態〕
以下、図１２を参照して、第２実施形態に係る虚像表示装置等について説明する。なお、本実施形態では、光学系の組付後における表示状態の調整のための画像処理の内容の一部を除いて、第１実施形態に示した場合と同様であり、全体外観等については、第１実施形態において図１等を参照して説明したものと同様であるので図示等を省略し、必要に応じて、上述した各図を適宜参照するものとする。

図１２は、本実施形態の虚像表示装置について、表示状態の調整のための画像処理の一例を説明するブロック図であり、図９に対応する図である。

図９と比較すると明らかなように、図１２に示す一例では、第１補正部ＣＯａ及び第２補正部ＣＯｂのうち、第１補正回路ＣＣａ及び第２補正回路ＣＣｂにおいて、右眼用縮小補正部ＳＲａ及び左眼用縮小補正部ＳＲｂが設けられている点において、第１実施形態の場合と異なっている。

例えば、第１実施形態に例示した一態様では、図１０を参照して説明したように、入力される映像信号に対応する表示領域ＩＭが、表示面ＳＳａの表示有効領域ＩＭＥよりも狭く、表示領域ＩＭを可変とするためのマージン領域ＭＤが設けられた構成となっていた。見方を変えると、入力される映像信号が、１９２０×１０８０（ＦＨＤ）に相当するものであったのに対して、表示素子８０における有効画素数は、これよりも大きい１９６０×１１２０となっていることで、マージン領域ＭＤを設けることを可能としていた。

しかしながら、表示素子８０として使用されるものが、例えば入力される映像信号と同じく１９２０×１０８０（ＦＨＤ）に相当するものである場合も考えられる。このような場合には、図１０のマージン領域ＭＤに相当する領域の確保が十分にできず、補正として位置調整や回転調整を実施すると、画面端部の情報が大きく欠けててしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態では、映像処理回路としての第１補正部ＣＯａ及び第２補正部ＣＯｂにおいて、右眼用縮小補正部ＳＲａ及び左眼用縮小補正部ＳＲｂを設けて、予め縮小処理をして周辺にマージンをもたせることによって、情報欠けを生じさせることなく、位置調整や回転調整が可能とすることで、かかる情報欠けを防ぐことを可能にしている。すなわち、本実施形態では、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、映像処理回路として、入力される映像信号を、表示素子８０における表示有効領域ＩＭＥの画素数よりも画素数の小さな映像信号に変換する（解像度変換をする）縮小処理回路としての右眼用及び左眼用縮小補正部ＳＲａ，ＳＲｂを含む構成となっている。

図１２の一例では、例えば第１補正部ＣＯａを構成する各部のうち、まず、右眼用歪み補正部ＤＣａにおいて、画像全体についての歪み補正がなされた後、右眼用縮小補正部ＳＲａで縮小処理をしてから右眼用画素変換位置調整部ＰＡａで画素位置が調整され、最後に、右眼用回転補正部ＲＣａにおいて、画像全体についての回転補正がなされる、という手順となっている。なお、左眼用縮小補正部ＳＲｂが設けられている第２補正部ＣＯｂにおいても、同様の処理がなされる。

なお、上記態様において、例えば組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、縮小処理回路である右眼用及び左眼用縮小補正部ＳＲａ，ＳＲｂにおける変換で小さくなった映像信号の画素数と表示素子８０における表示有効領域ＩＭＥの画素数との差の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のうち少なくともいずれか、あるいはその両方を行う態様としてもよい。

本実施形態においても、光学系（光学ユニットＯＵ）の組付後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂによって第１表示装置１００Ａや第２表示装置１００Ｂの表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

〔第３実施形態〕
以下、図１３等を参照して、第３実施形態に係る虚像表示装置等について説明する。図１３は、本実施形態の虚像表示装置３００について概要を説明する外観斜視図であり、図１４は、虚像表示装置３００の内部構造について一例を説明する側方断面図である。また、図１５は、虚像表示装置３００において発生する歪みや回転の補正について説明するための概念図である。

図１３及び図１４に示すように、本実施形態では、縦方向（Ｙ方向、垂直方向）の導光を行う点において、横方向（Ｘ方向、水平方向）に導光する第１実施形態等に例示したものと異なっている。一方、本実施形態における組付後調整装置ＡＡについては、第１実施形態等に例示した第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂ（図８等参照）と同様であるので、詳しい説明を省略する。

図１３に示すように、本実施形態における虚像表示装置３００は、右眼用の第１表示装置３００Ａと、左眼用の第２表示装置３００Ｂと、これらを中央で繋ぐ指示部材としてのブリッジ部３０２とを有している。すなわち、ブリッジ部３０２は、第１表示装置３００Ａを構成する光学系と第２表示装置３００Ｂを構成する光学系とを組み付ける組付部材ＡＳとして機能する。

なお、第１表示装置３００Ａと第２表示装置３００Ｂとは、光学的に左右対称（鏡対称）で同等の構造を有するため、図１４では、第１表示装置３００Ａについてのみ示し、第２表示装置１００Ｂについては図示や説明を省略する。

図１４に示すように、本実施形態の虚像表示装置３００において、右眼用の第１表示装置３００Ａは、光学的な要素として、表示素子３８０と導光系３９０とを備える。導光系３９０は、表示素子３８０からの画像光ＭＬを射出瞳ＥＰの形成位置に導く。

表示素子３８０については、第１実施形態等の表示素子８０等と同様であるので、ここでは説明を省略し、形状的な事項については、後述する。

導光系３９０は、投射光学系３２１と、プリズム３２２と、シースルーミラー３２３とを備える。投射光学系３２１は、表示素子３８０から射出された画像光ＭＬを平行光束に近い状態に集光する。投射光学系３２１は、図示の例では単レンズであり、入射面と、射出面とを有する。プリズム３２２は、入射面と、内反射面と、射出面とを有し、投射光学系３２１から射出された画像光ＭＬを入射面に屈折させつつ入射させ、内反射面で全反射させ、射出面から屈折させつつ射出させる。シースルーミラー３２３は、プリズム３２２から射出された画像光ＭＬを射出瞳ＥＰに向けて反射する。射出瞳ＥＰは、表示面ＳＳａ上の各点からの画像光が所定の発散状態又は平行状態で表示面ＳＳａ上の各点の位置に対応する角度方向から重畳するように入射する位置となっている。図示の導光系３９０は、ＦＯＶ（field of view）が４４°となっている。導光系３９０による虚像の表示領域は矩形であり、上記４４°は対角方向となる。

投射光学系３２１とプリズム３２２とは、表示素子３８０とともにケース５１に収納されている。ケース５１は、遮光性の材料で形成され、表示素子３８０を動作させる不図示の駆動回路を内蔵している。ケース５１の開口は、プリズム３２２からシースルーミラー３２３に向かう画像光ＭＬを妨げないサイズを有する。ケース５１の開口については、単なる開口としないで光透過性を有する保護カバーで覆うことができる。ケース５１に対しては、支持板５４を介してシースルーミラー３２３が支持されている。ケース５１又は支持板５４は、ブリッジ部３０２（図１３参照）に支持されていて、支持板５４とシースルーミラー３２３とによって外観部材３０３が構成される。なお、シースルーミラー３２３の奥にインナーレンズ３３１が配置される。

導光系３９０は、軸外し光学系である。つまり、導光系３９０を構成する投射光学系３２１、プリズム３２２、及びシースルーミラー３２３は、軸外し光学系を形成するように配置されている。なお、導光系３９０が軸外し光学系であるとは、導光系３９０を構成する光学素子３２１，３２２，３２３において、少なくとも１つの反射面又は屈折面への光線の入射の前後で光路が全体として折れ曲がることを意味する。また、上記のような軸外し光学系である導光系３９０の光軸ＡＸは、横断面で見た場合、Ｚ字状の配置となっている。つまり、図示において、投射光学系３２１から内反射面までの光路と、内反射面からシースルーミラー３２３までの光路と、シースルーミラー３２３から射出瞳ＥＰまでの光路とが、Ｚ字状に２段階で折り返される配置となっている。

なお、図示において、中間像ＭＭは、プリズム３２２とシースルーミラー３２３との間に形成されている。

射出瞳ＥＰには、シースルーミラー３２３を通過した外界光ＨＬも入射する。つまり、虚像表示装置３００を装着した装着者ＵＳは、外界像に重ねて、画像光ＭＬによる虚像を観察することができる。

特に、以上のような虚像表示装置３００では、軸外し光学系で構成される導光系３９０に起因して、歪曲収差が発生する。本実施形態では、組付後調整装置ＡＡの第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂ（図８等参照）において、このような導光系３９０において発生している歪曲収差まで併せて加味した補正がなされる。具体的には、図１５において概念的に示すように、発生する収差（歪み）を相殺するように逆の歪みを生じさせる補正をするために、一連の処理が行われる。言い換えると、歪み補正回路としての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂは、導光系３９０によって形成される歪みを相殺する歪み補正をする。まず、図１５のうち、第１欄δ１に示す第１状態Ｍ１に示す表示領域ＩＭにおける画像を元画像とした場合に、これに対して、歪み補正がなされ、表示有効領域ＩＭＥ内における表示領域ＩＭが、第２欄δ２に示す第２状態Ｍ２となる。なお、第２状態Ｍ２では、光学系での反転等を考慮して、第１状態Ｍ１の元画像に対して画像の上下や左右が反転している。第２状態Ｍ２から、さらに解像度変換（例えば縮小変換等）が行われ、第３欄δ３に示す第３状態Ｍ３となる。さらに、回転補正が行われて、第４欄δ４に示す第４状態Ｍ４となり、最後に第５欄δ５において破線で示す第５状態Ｍ５にあるように平行移動が行われる。

また、上記の一変形例として、導光系３９０によって形成される歪みを相殺する歪み補正回路としての右眼用及び左眼用歪み補正部ＤＣａ，ＤＣｂによる補正に際して、表示素子８０から射出すべき画像光ＨＬの波長帯域に応じて異なる度合で補正するものとしてもよい。すなわち、図１５のうち、第２欄δ２に示す第２状態Ｍ２に対応するものとして、第６欄δ６に示す第６状態Ｍ６のように、、画像光ＨＬ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各波長帯域によって、これらにそれぞれ対応する表示領域ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃの歪み補正の程度が異なっていてもよい。

以上のように、本実施形態では、組付部材ＡＳとしてのブリッジ部３０２により光学系を高精度に組付後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、組付後調整装置ＡＡによって第１表示装置３００Ａや第２表示装置３００Ｂの表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

〔変形例及びその他〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記各実施形態では、組付部材ＡＳによる組付け後において表示状態の調整をする組付後調整装置ＡＡとして、第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂのような補正回路による画像処理（電子的処理）により行うものを示したが、虚像表示装置１００，３００等を構成する組付後調整装置ＡＡは、上記に限らず、種々の態様とすることが考えられる。例えば第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂと併用して、あるいはこれに代えて、例えば図１６に例示するような治具ＪＧのように、調芯可能な機構を設けることで、組付後調整としての補正を物理的な機構を用いて行うものとしてもよい。なお、図１６は、図１４に対応する図であり、図１６の一例では、図１４に示す状態において、治具ＪＧは、投射光学系３２１のうち光学的機能を有しない側面に当接して、投射光学系３２１の調芯を可能としている。

さらに、上記において、組付後調整装置ＡＡとしての第１及び第２補正部ＣＯａ，ＣＯｂ等を構成する第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂや、第１及び第２補正回路ＣＣａ，ＣＣｂ等についても、種々の態様とすることができる。例えば、上記一例では、これらが左右にそれぞれ分かれて設けられているが、左右に分けずに１つのメモリー内に記憶されていてもよい。また、例えば虚像表示装置１００等に設けられる他の各種メモリーと共用するメモリーや回路等によって第１及び第２補正量メモリーＣＭａ，ＣＭｂや、第１及び第２補正回路ＣＣａ，ＣＣｂ等が構成されてもよい。また、これらは、虚像表示装置１００の各表示装置１００Ａ，１００Ｂの内部等に設ける場合のほか、種々の箇所に設ける態様が考えられ、例えば、図７等に例示した制御装置（コントローラー）ＣＴ内に設ける構成とすることも考えられる。

また、上記では、組付部材ＡＳの一例として、鏡筒ＢＲやケース部材ＣＳ、フレーム１０２やブリッジ部３０２を示したが、組付部材ＡＳについては、第１表示装置１００Ａ等と第２表示装置１００Ｂ等とについて組付けを可能とする種々のものを採用できる。例えば、鏡筒等を有さず、プリズムで光学系が構成されるようなものの場合であっても、当該プリズムを位置決めするための固定部材や接着部材等は、組付部材ＡＳに該当すると言える。また、例えば複数のプリズム等を接合する場合における接合部分等も、組付部材ＡＳに該当し得る。

また、上記では、例えば調整マージンＭＤについて、上下左右について、±２０画素分としているが、調整用のマージンについては、これに限らず種々の態様が可能であり、例えば上下方向（ｙ方向、垂直方向）と左右方向（ｘ方向、水平方向）とで、マージン数が異なっている、すなわち可能な調整量が異なっているものとしてもよい。例えば、図１等に示した透視型導光ユニット１００Ｃを有する一体的な部材で光学系が形成される場合や、図１３に示したブリッジ部３０２により光学系を組み付ける場合には、光学系の組付け後の各工程において、例えばねじり応力等が発生すると、左右方向（ｘ方向）よりも上下方向（ｙ方向）について大きなずれが発生する可能性がある。一方、図６を参照して説明したように、上下方向（ｙ方向）すなわち縦方向についてのずれは、その影響がより大きく、極力減らしたい妖精が強い場合がある。そこで、例えば、上下方向（ｙ方向、垂直方向）についての補正量を、左右方向（ｘ方向、水平方向）についての補正量よりも大きくする態様とすることが考えられる。

また、第３実施形態では、非回転対称軸の光学系について説明したが、例えばいわゆるバードバスタイプのものであって回転対称軸の光学系において、本願を適用することも可能である。

また、第１及び第２虚像形成光学部１０１ａ，１０１ｂやシースルーミラー３２３の外界側には、透過光を制限することで調光を行う調光デバイスを取り付けることができる。調光デバイスは、例えば電動で透過率を調整する。調光デバイスとして、ミラー液晶、電子シェード等を用いることができる。調光デバイスは、外光照度に応じて透過率を調整するものであってもよい。調光デバイスによって外界光を遮断する場合、外界像の作用を受けていない虚像のみを観察することができる。また、本願発明の虚像表示装置は、外光を遮断し画像光のみを視認させるいわゆるクローズ型の頭部搭載型表示装置（ＨＭＤ）に適用できる。この場合、虚像表示装置と撮像装置とで構成されるいわゆるビデオシースルーの製品に対応させたりするものとしてもよい。

以上では、虚像表示装置１００，３００が頭部に装着されて使用されることを前提としたが、上記虚像表示装置１００，３００は、頭部に装着せず双眼鏡のようにのぞき込むハンドヘルドディスプレイとしても用いることができる。つまり、本発明において、ヘッドマウントディスプレイには、ハンドヘルドディスプレイも含まれる。

また、以上のうち、例えば、光軸（射出光軸）ＡＸを、前方の＋Ｚ方向に対して１０°程度下向きに傾いて延びるように構成することも考えられる。光軸ＡＸを水平軸であるＺ軸に対して前方側で１０°程度下向きにすることにより、虚像を観察する装着者ＵＳの眼ＥＹの疲れを低減することができる。この場合、パネル側で補正に関して、必要に応じて、表示素子８０の形状を適宜変更することができる。

具体的な一態様における虚像表示装置は、右眼用の第１表示装置と、左眼用の第２表示装置と、第１表示装置と第２表示装置とを組み付ける組付部材と、組付部材により組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて表示状態の調整をする組付後調整装置とを備える。

上記虚像表示装置では、第１表示装置と第２表示装置とを組付部材により組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、組付後調整装置によって第１表示装置や第２表示装置の表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

具体的な側面において、組付部材は、第１表示装置と第２表示装置との組付けに際して、左右の相対的な姿勢を調整する。この場合、組付部材において、左右の相対的なずれを調整して左右でのバランスが取れた視認が可能な状態にできる。

別の側面において、組付部材による組付けに際しての調整量は、組付後調整装置における再度の調整での調整量よりも大きい。この場合、組付部材において、大きなずれを含めた調整を行って精度の高い調整をした上で、組付後調整装置における再度の調整では、いわば微調整的な調整がなされる。

さらに別の側面において、第１表示装置及び第２表示装置は、パネル型の表示素子と、表示素子から射出された画像光を導く導光系とを含み、組付部材は、表示素子と導光系との相対的な位置調整をしつつ組付けをし、組付後調整装置は、表示素子における表示領域の調整をする。この場合、パネル型の表示素子に対する導光系の相対的な位置調整が組付部材によりなされた後に、他の製造過程において当該位置調整にずれが生じても、組付後調整装置においてパネル型の表示素子での表示領域の調整を行うことで、そのずれを補正できる。

さらに別の側面において、表示素子の表示領域は、表示素子の表示有効領域よりも狭く、表示素子は、表示有効領域において、表示領域を可変とするためのマージン領域を有し、組付後調整装置は、入力される映像信号を変換して表示素子に対して出力する映像処理回路を有する。この場合、表示有効領域と表示領域との差から形成されるマージン領域を利用した画像処理が可能になる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、映像処理回路として、入力される映像信号よりも画素数の大きな映像信号に変換する拡大処理回路を含む。この場合、入力される映像信号を、表示素子の表示有効領域に対応した映像信号に変換できる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、拡大処理回路における変換で大きくなった映像信号の画素数の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のいずれかを行う。この場合、例えば組付後調整装置における画像処理に伴う画像欠け等を抑制または回避できる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、映像処理回路として、入力される映像信号を、表示素子における表示有効領域の画素数よりも画素数の小さな映像信号に変換する縮小処理回路を含む。この場合、組付後調整装置における画像処理のためのマージン領域を確保できる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、縮小処理回路における変換で小さくなった映像信号の画素数と表示素子における表示有効領域の画素数との差の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のいずれかを行う。この場合、例えば組付後調整装置における画像処理に伴う画像欠け等を抑制または回避できる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、第１表示装置と第２表示装置とに応じて２つに分岐された映像信号について、分岐後の一方と他方とで異なる変換処理をする。この場合、第１表示装置と第２表示装置とのそれぞれに適応した変換処理がなされる。

さらに別の側面において、映像処理回路は、導光系によって形成される歪みを相殺する歪み補正をする歪み補正回路を含み、歪み補正回路は、表示素子から射出すべき画像光の波長帯域に応じて異なる度合で補正する。この場合、色収差に対応した補正が可能になる。

さらに別の側面において、導光系は、表示素子から射出された画像光を収束させる投射光学系と、投射光学系から射出された画像光を入射面に屈折させつつ入射させ、内反射面で全反射させ、射出面から屈折させつつ射出させるプリズムと、プリズムから射出された画像光を瞳位置に向けて反射するとともに外界光を透過させるシースルーミラーとを有する。この場合、シースルーミラーと投射光学系とプリズムとによりさらなる光学性能の向上を図りつつ、装置の小型化ができる。

さらに別の側面において、プリズムの内反射面での折返しとシースルーミラーでの折返しとの２段階での折返しにより、Ｚ字状の光路が形成される。この場合、Ｚ字状に光路を折り曲げることで、装置の小型化を図れる。

さらに別の側面において、導光系は、軸外し光学系を形成する。この場合、解像度を維持しつつ、光学系の小型化、ひいては装置全体の小型化を達成することができる。

さらに別の側面において、組付後調整装置は、視認させる虚像の位置調整として、第１表示装置と第２表示装置とが並ぶ第１方向に交差する第２方向についての調整を行う。この場合、第１表示装置と第２表示装置とが並ぶ方向すなわち観察者の眼の並ぶ横方向に対して縦方向となる方向について虚像の表示位置を調整できる。

具体的な一態様における光学ユニットは、右眼用の第１表示装置と、左眼用の第２表示装置と、第１表示装置と第２表示装置とを組み付ける組付部材と、組付部材により組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて表示状態の調整をする組付後調整装置とを備える。

上記光学ユニットでは、第１表示装置と第２表示装置とを組付部材により組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、組付後調整装置によって第１表示装置や第２表示装置の表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

具体的な一態様における虚像表示装置の調整方法は、右眼用の第１表示装置と左眼用の第２表示装置とを備える虚像表示装置の調整方法であって、左右の姿勢を調整しつつ組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて、表示状態の調整をする。

上記調整方法では、左右の姿勢を調整しつつ組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて、組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、第１表示装置や第２表示装置の表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる。

具体的な一態様における虚像表示装置の製造方法は、右眼用の第１表示装置と左眼用の第２表示装置とを備える虚像表示装置の製造方法であって、第１表示装置と第２表示装置とについて、左右の姿勢を調整しつつ組み付け、組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて、表示状態の調整をする。

上記製造方法では、左右の姿勢を調整しつつ組み付けられた第１表示装置と第２表示装置とについて、組み付けた後において、新たに左右間での映像位置のずれが発生していても、第１表示装置や第２表示装置の表示状態の調整をすることで、そのずれを補正できる虚像表示装置の製造が可能となる。

１０，１０ａ，１０ｂ…導光部材、１３…表示制御回路、３０，３０ａ，３０ｂ…投射レンズ、５０…中央部材、５０Ａ，５０Ｂ…光透過部、５１…ケース、５１ａ…開口、５２…保護カバー、５４…支持板、８０，８０ａ，８０ｂ…表示素子、９０，９０ａ，９０ｂ…導光系、１００…虚像表示装置、１００Ａ…第１表示装置、１００Ｂ…第２表示装置、１００Ｃ…透視型導光ユニット、１０１ａ…第１虚像形成光学部、１０１ｂ…第２虚像形成光学部、１０２…フレーム、１０５ａ…第１像形成本体部、１０５ｂ…第２像形成本体部、１０５ｄ…外装部材、３００…虚像表示装置、３０２…ブリッジ部、３０３…外観部材、３２１…投射光学系、３２１，３２２，３２３…光学素子、３２２…プリズム、３２３…シースルーミラー、３３１…インナーレンズ、３８０…表示素子、３９０…導光系、ＡＡ…組付後調整装置、ＡＳ…組付部材、ＡＸ…光軸、ＢＲ，ＢＲａ，ＢＲｂ…鏡筒、ＣＢ，ＣＢａ，ＣＢｂ…ケーブル、ＣＣａ…第１補正回路、ＣＣｂ…第２補正回路、ＣＭ…補正量メモリー、ＣＭａ…第１補正量メモリー、ＣＭｂ…第２補正量メモリー、ＣＯａ…第１補正部、ＣＯｂ…第２補正部、ＣＳ，ＣＳａ，ＣＳｂ…ケース部材、ＣＴ…制御装置、ＤＣａ，ＤＣｂ…歪み補正部、ＤＤａ，ＤＤｂ…ディスプレイドライバ、ＤＧ…掘込み部、ＥＰ…射出瞳、ＥＹ…眼、ＥＹａ…右眼、ＥＹｂ…左眼、ＦＡ…調整装置、ＦＣａ，ＦＣｂ…撮像素子、ＦＩ…画像処理装置、ＨＬ…外界光、ＨＬ…画像光、ＩＭ…表示領域、ＩＭ１，ＩＭ２…イメージ、ＩＭＡ…イメージ、ＩＭＥ…表示有効領域、ＩＭａ，ＩＭｂ，ＩＭｃ…表示領域、ＪＧ…治具、Ｍ１～Ｍ４…状態、ＭＤ…マージン領域、ＭＬ…画像光、ＭＭ…中間像、ＭＰ…主制御部、ＮＡ…調整装置、ＮＣａ，ＮＣｂ…撮像素子、ＮＩ…画像処理装置、ＯＰａ，ＯＰｂ…ＯＬＥＤパネル、ＯＵ…光学ユニット、ＰＡａ，ＰＡｂ…画素変換位置調整部、ＰＲ…突起部、ＲＣａ，ＲＣｂ…回転補正部、ＳＲａ，ＳＲｂ…縮小補正部、ＳＳａ…表示面、ＵＳ…装着者、ＶＢ…映像分岐部、α１…上欄、α２…下欄、β１…上欄、β２…下欄、γ１～γ４…第１欄～第４欄、δ１～δ６…第１欄～第６欄

Claims (18)

1. 右眼用の第１表示装置と、
   左眼用の第２表示装置と、
   前記第１表示装置と前記第２表示装置とを組み付ける組付部材と、
   前記組付部材により組み付けられた前記第１表示装置と前記第２表示装置とについて表示状態の調整をする組付後調整装置と
   を備える虚像表示装置。
2. 前記組付部材は、前記第１表示装置と前記第２表示装置との組付けに際して、左右の相対的な姿勢を調整する、請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記組付部材による組付けに際しての調整量は、前記組付後調整装置における再度の調整での調整量よりも大きい、請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 前記第１表示装置及び前記第２表示装置は、パネル型の表示素子と、前記表示素子から射出された画像光を導く導光系とを含み、
   前記組付部材は、前記表示素子と前記導光系との相対的な位置調整をしつつ組付けをし、
   前記組付後調整装置は、前記表示素子における表示領域の調整をする、請求項１～３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
5. 前記表示素子の前記表示領域は、前記表示素子の表示有効領域よりも狭く、
   前記表示素子は、前記表示有効領域において、前記表示領域を可変とするためのマージン領域を有し、
   前記組付後調整装置は、入力される映像信号を変換して前記表示素子に対して出力する映像処理回路を有する、請求項４に記載の虚像表示装置。
6. 前記組付後調整装置は、前記映像処理回路として、前記入力される映像信号よりも画素数の大きな映像信号に変換する拡大処理回路を含む、請求項５に記載の虚像表示装置。
7. 前記組付後調整装置は、前記拡大処理回路における変換で大きくなった映像信号の画素数の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のいずれかを行う、請求項６に記載の虚像表示装置。
8. 前記組付後調整装置は、前記映像処理回路として、前記入力される映像信号を、前記表示素子における前記表示有効領域の画素数よりも画素数の小さな映像信号に変換する縮小処理回路を含む、請求項５に記載の虚像表示装置。
9. 前記組付後調整装置は、前記縮小処理回路における変換で小さくなった映像信号の画素数と前記表示素子における前記表示有効領域の画素数との差の範囲内で、表示位置の平行移動及び表示位置の回転のいずれかを行う、請求項８に記載の虚像表示装置。
10. 前記組付後調整装置は、前記第１表示装置と前記第２表示装置とに応じて２つに分岐された前記映像信号について、分岐後の一方と他方とで異なる変換処理をする、請求項５～９のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
11. 前記映像処理回路は、前記導光系によって形成される歪みを相殺する歪み補正をする歪み補正回路を含み、
    前記歪み補正回路は、前記表示素子から射出すべき画像光の波長帯域に応じて異なる度合で補正する、請求項５～１０のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
12. 前記導光系は、前記表示素子から射出された前記画像光を収束させる投射光学系と、前記投射光学系から射出された前記画像光を入射面に屈折させつつ入射させ、内反射面で全反射させ、射出面から屈折させつつ射出させるプリズムと、前記プリズムから射出された前記画像光を瞳位置に向けて反射するとともに外界光を透過させるシースルーミラーとを有する、請求項４～１１のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
13. 前記プリズムの前記内反射面での折返しと前記シースルーミラーでの折返しとの２段階での折返しにより、Ｚ字状の光路が形成される、請求項１２に記載の虚像表示装置。
14. 前記導光系は、軸外し光学系を形成する、請求項１２及び１３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
15. 前記組付後調整装置は、視認させる虚像の位置調整として、前記第１表示装置と前記第２表示装置とが並ぶ第１方向に交差する第２方向についての調整を行う、請求項１～１４のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
16. 右眼用の第１表示装置と、
    左眼用の第２表示装置と、
    前記第１表示装置と前記第２表示装置とを組み付ける組付部材と、
    前記組付部材により組み付けられた前記第１表示装置と前記第２表示装置とについて表示状態の調整をする組付後調整装置と
    を備える光学ユニット。
17. 右眼用の第１表示装置と左眼用の第２表示装置とを備える虚像表示装置の調整方法であって、
    左右の姿勢を調整しつつ組み付けられた前記第１表示装置と前記第２表示装置とについて、表示状態の調整をする、虚像表示装置の調整方法。
18. 右眼用の第１表示装置と左眼用の第２表示装置とを備える虚像表示装置の製造方法であって、
    前記第１表示装置と前記第２表示装置とについて、左右の姿勢を調整しつつ組み付け、
    組み付けられた前記第１表示装置と前記第２表示装置とについて、表示状態の調整をする、虚像表示装置の製造方法。
    

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