以下、本発明のさらに具体的な実施の形� ��のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に� ��明する。

 図1には、本発明の第1実施形態に従うヘ� �ドマウントディスプレイ装置10が概念的に示 されている。このヘッドマウントディスプレ イ装置10は、図示しない観察者の頭部に装着� ��れて使用される形式の画像表示装置である� ��

 このヘッドマウントディスプレイ装置10� �、概略的には、光源から一斉に入射した面� �の光を、空間変調素子を用いて、各画素ご� �に空間的に変調し、そのようにして形成さ� �た画像光を観察者の瞳孔を経て直接的に観� �者の網膜上に投影し、それにより、観察者� �画像を虚像として観察することを可能にす� �ように構成されている。

 具体的には、このヘッドマウントディス� ��レイ装置10は、光源部12と、画像光形成部14� ��、リレー光学系16と、接眼光学系18とを、そ れらの順に、互いに直列に並ぶように備えて いる。

 光源部12は、光源としての白色LED20と、そ の白色LED20からの白色光をコリメートするコ� ��メートレンズ22とを含むように構成されて� �る。白色LED20は、LEDドライバ24によって駆動� ��れ、それにより、白色光を発光する。

 画像光形成部14は、フラットパネルディ� �プレイ(空間変調素子の一例)としてのLCD(液� �ディスプレイ)30を含むように構成されてい� �。LCD30は、コリメートレンズ22からの白色光� ��、各画素ごとに、3色の成分光(RGB)に分解す� ��カラーフィルタ(RGBフィルタ)と、各成分光� �透過度を制御する液晶パネルとを含むよう� �構成されている。その液晶パネルは、複数� �の画素を有しており、各画素ごとに、各成� �光の透過度を制御する。

 LCD30のいくつかの例が特開平11-194313号公� �に開示されており、その公報は、引用によ� �て本明細書に全体的に合体させられる。LCD30 は、LCDドライバ32によって駆動され、それに� ��り、白色LED20から出射した白色光に対して� �間変調を施す。

 本実施形態においては、画像光形成部14� �フラットパネルディスプレイを主体として� �成されているが、これに限定されることな� �、例えば、光スキャナを主体として構成す� �ことが可能である。この場合、このヘッド� �ウントディスプレイ装置10は、網膜走査型デ ィスプレイ装置とも称される。

 また、本実施形態においては、フラット� ��ネルディスプレイの一例としてLCD30が採用� �れているが、これに限定されることなく、� �えば、有機エレクトロルミネッセンスとし� �り、デジタルマイクロミラーデバイスとす� �ことが可能である。

 リレー光学系16は、画像光形成部14から出 射した画像光を、画像光形成部14と光学的に� ��役な像面(図2に示す中間像面)に結像する。� ��体的には、リレー光学系16は、前段リレー� �ンズ40と後段リレーレンズ42とを含むように� ��成されている。

 前段リレーレンズ40の前側焦点位置にLCD30 が、その後側焦点位置(瞳)に可変焦点レンズ5 0がそれぞれ配置され、また、後段リレーレ� �ズ42の前側焦点位置(瞳)に可変焦点レンズ50� �配置されている。可変焦点レンズ50は、それ の焦点距離が変化させられる。その焦点距離 を変化させるために、可変焦点レンズ50は、� ��変焦点レンズドライバ52によって駆動され� �。

 可変焦点レンズ50は、それの屈折率もし� �は屈折力またはレンズ形状が可変である液� �レンズまたは液体レンズとすることが可能� �あるが、これに限定されることなく、例え� �、リレー光学系16の光軸方向における位置が 可変である可動レンズとすることも可能であ る。液晶レンズおよび液体レンズのそれぞれ についてのいくつかの例が特開2006-285182号公� ��に開示されており、その公報は、引用によ� ��て本明細書に全体的に合体させられる。

 接眼光学系18は、接眼レンズ60と、その接 眼レンズ60からの画像光をユーザの瞳孔に誘� ��する光ガイドとしてのハーフミラー62とを� �むように構成されている。

 本実施形態においては、その光ガイドが� ��ーフミラー62として構成されているため、� �ーザは、ハーフミラー62を通して現実外界を 観察すると同時に、接眼レンズ60からの画像� ��を、ハーフミラー62の反射によって受光し� �表示画像を観察することが可能である。す� �わち、このヘッドマウントディスプレイ装� �10は、現実外界に重ねて表示画像を観察可能 なシースルー型なのである。

 図2には、このヘッドマウントディスプレ イ装置10が光路図で示されている。可変焦点� ��ンズ50は、リレー光学系16の瞳とちょうど同 じ位置、すなわち、前段リレーレンズ40の後� ��焦点位置と一致し、かつ、後段リレーレン� ��42の前側焦点位置と一致する位置に配置さ� �ている。なお、図2には、ハーフミラー62が� �略されている。

 図3には、このヘッドマウントディスプレ イ装置10のうちの電気的な部分がブロック図� ��概念的に表されている。このヘッドマウン� ��ディスプレイ装置10は、信号処理装置70を備 えている。その信号処理装置70は、コンピュ� ��タ72と、メモリ部74と、クロック発振器76と� ��含むように構成されている。

 この信号処理装置70は、概略的には、外� �から入力されたコンテンツを表すデータに� �づき、そのコンテンツを表示するために必� �な信号を生成し、その信号に基づき、LEDド� �イバ24を介して白色LED20、LCDドライバ32を介� �てLCD30、可変焦点レンズドライバ52を介して� ��変焦点レンズ50をそれぞれ制御する。

 コンテンツは、R輝度信号、G輝度信号お� �びB輝度信号と、奥行きを表すZ信号とが互い に関連付けられた信号によって表現される。 コンピュータ72は、それら信号を入力すると� ��R輝度信号、G輝度信号およびB輝度信号はR/G/ Bバッファ78に保存する一方、Z信号はZバッフ� ��80に保存する。

 コンピュータ72は、各フレームごとに、R� ��度信号、G輝度信号およびB輝度信号から、LC D30制御用のR画像信号、G画像信号およびB画像 信号を生成して、それら画像信号をLCDドライ バ32に供給するとともに、Z信号から奥行き信 号を生成して、その奥行き信号を可変焦点レ ンズドライバ52に供給する。コンピュータ72� �、クロック発振器76からのクロック信号に基 づき、R画像信号、G画像信号およびB画像信号 のLCDドライバ32への供給タイミングと、奥行� ��信号の可変焦点レンズドライバ52への供給� �イミングとを互いに同期させる。

 図3に示すように、メモリ部74には、さら� ��、キャリブレーションプログラムと、画像� ��示プログラムと、前記キャリブレーション� ��ログラムの実行に必要なテストパターンデ� ��タとが不揮発的に予め記憶されている。

 図5には、前記キャリブレーションプログ ラムが概念的にフローチャートで表されてい る。このキャリブレーションプログラムは、 ヘッドマウントディスプレイ装置10の電源(図 示しない)がユーザによって投入された後に� �1回限り実行される。

 その実行時には、まず、ステップS101にお いて、テストパターンデータがメモリ部74か� ��読み込まれ、その読み込まれたテストパタ� ��ンデータに基づき、LCD30が駆動されること� �より、テストパターンがユーザの網膜上に� �接的に投影される。図6(a)には、そのテスト� ��ターンの一例が示されている。このとき、� ��行き信号は、奥行きのデフォールト値を表� ��信号として、可変焦点レンズドライバ52に� �給される。

 次に、ステップS102において、テストパタ ーンがユーザによって鮮明に観察されている ことをユーザが示すために「OK」を表すデー� ��が、図示しない入力装置を介して、コンピ� ��ータ72に入力されたか否かが判定される。� �ーザによって認識されたテストパターンが� �6(b)に示すように、不鮮明であるため、ユー� ��により、「OK」を表すデータが入力されな� �った場合には、ステップS102の判定がNOとな� �、ステップS103において、テストパターンの� ��行きが現在値から一方向に一定量変化する� ��うに、奥行き信号が生成される。その生成� ��れた奥行き信号は、可変焦点レンズドライ� ��52に供給され、その結果、テストパターン� �奥行きが変更される。

 その後、再び、ステップS102において、ユ ーザにより、「OK」を表すデータが入力され� ��か否かが判定される。今回も、入力されな� ��った場合には、再び、ステップS103において 、テストパターンの奥行きが現在値から、予 め定められた一方向に、一定量だけ変化する ように、奥行き信号が生成される。

 ステップS102およびS103の実行が繰り返さ� �た結果、ステップS102の判定がYESとなると、� ��テップS104において、そのときの奥行きが、 奥行きのデフォールト値に対する固定バイア ス値に決定される。したがって、その後、本 来の画像表示工程においては、画像の目標奥 行きが指定されると、その指定値が固定バイ アス値で補正され、それにより、ユーザの視 力の良否にかかわらず、目標奥行きを有する 画像が鮮明にユーザによって観察される。

 以上で、このキャリブレーションプログ� ��ムの実行が終了する。

 図7には、前記画像表示プログラムが概念 的にフローチャートで表されている。この画 像表示プログラムは、ヘッドマウントディス プレイ装置10の電源がユーザによって投入さ� ��た後、ユーザが、表示すべき画像を指定し� ��うえで、図示しない画像スタートスイッチ� ��オンに操作することに応答して実行される� ��今回は、複数のフレームの列によって表現� ��れる画像であるコンテンツ(例えば、奥行き が時間と共に変化するオブジェクトを有する 動画や、奥行きは時間と共に変化しないが複 数の奥行きを有する1つの静止画)が表示対象� ��してユーザによって指定されたと仮定する� ��

 この画像表示プログラムの実行が開始さ� ��ると、まず、ステップS201において、フレー ムの番号FNが1にセットされる。次に、ステッ プS202において、表示すべきコンテンツのう� �今回のフレームを表す画像信号が元画像信� �として入力される。その元画像信号は、R輝� ��信号、G輝度信号およびB輝度信号とZ信号と� ��含んでいる。

 続いて、ステップS203において、その元画 像信号からZ信号が抽出され、そのZ信号が奥� ��き信号に変換される。具体的には、Z信号に よって表現される奥行きの最大レベル数より 少ない数(本実施形態においては、6)が、可変 焦点レンズ50によって実現される奥行きの最� ��レベル数に設定されており、このステップS 203においては、実際のZ信号が、6つの奥行き� ��ベルのうち最も近似するものを表す奥行き� ��号に変換される。

 図8には、可変焦点レンズ50によって実現� ��れる6つの奥行きレベルが表示モード0-5とし て表記されている。表示モード0は、ディオ� �ターが0である状態(焦点距離が無限大である 状態)で画像を表示するためのモードである� �表示モード1-5は、ディオプターが-0.5、-1.0、 -1.5、-2.0および-2.5である状態で画像をそれぞ れ表示するためのモードである。

 したがって、このステップS203の実行が終 了すると、今回のフレームを構成する各画素 ごとに、6つの表示モードのうちのいずれか� �割り当てられることになる。

 図7に示すように、ステップS203の実行が� �了すると、ステップS204において、図8に示す ように、今回のフレームが、表示モード数と 同数のサブフレームに分割される。具体的に は、今回のフレームに属する複数個の画素が 、同じ表示モード(同じディオプター)を割り� ��てられた複数個の画素グループに分割され� ��各表示モードごとに、1つのサブフレームが 構成される。

 例えば、図9(a)に示すように、今回のフレ ーム番号が1である場合には、図9(b)に示すよ� ��に、サブフレーム番号SFNが1であるサブフレ ームが、表示モードが0である画素について� �み、R輝度信号、G輝度信号およびB輝度信号� �有するように構成される。このことは、サ� �フレーム番号SFNが2-6であるそれぞれのサブ� �レームについても同様である。1枚のフレー� ��を構成する複数枚のサブフレームは、1枚の フレームが表示される時間内で、時分割され た時間内に順次表示される。

 なお付言するに、各サブフレームを構成� ��る複数個の画素のうち、各サブフレームに� ��応する奥行きを有しない画素については、R 光、G光およびB光のいずれも透過しないよう� ��LCD30が制御されるように、サブフレームの� �像信号が生成される。

 図7に示すように、ステップS204の実行が� �了すると、ステップS205において、LEDドライ� ��24がオンされ、それにより、白色LED20が点灯 させられる。続いて、ステップS206において� �各サブフレームごとに、R輝度信号、G輝度信 号およびB輝度信号がそれぞれ、LCD30制御用の R画像信号、G画像信号およびB画像信号に変換 される。さらに、各サブフレームごとに、そ れらR画像信号、G画像信号およびB画像信号が LCDドライバ32に供給される。

 その後、ステップS207において、各サブフ レームごとに、奥行き信号(6つの表示モード� ��うちのいずれかを表す信号)が、可変焦点レ ンズドライバ52に供給される。このステップS 207の実行は、ステップS206の実行と同期する� �うに行われる。

 続いて、ステップS208において、今回のフ レームが、今回の画像のうちの最終フレーム であるか否かが判定される。今回のフレーム は最終フレームではないと仮定すると、ステ ップS208の判定がNOとなり、その後、ステップ S209において、フレーム番号FNが1だけインク� �メントされた後、ステップS202に移行する。

 ステップS202-S209の実行がすべてのフレー� ��について実行された結果、ステップS208の判 定がYESとなると、この画像表示プログラムの 一回の実行が終了する。

 図10(a)-(c)には、このヘッドマウントディ� ��プレイ装置10が、可変焦点レンズ50の表示モ ードが0であって、ディオプターが0である場� ��と、可変焦点レンズ50の表示モードが3であ� ��て、ディオプターが-1.5である場合と、可変 焦点レンズ50の表示モードが5であって、ディ オプターが-2.5である場合とについてそれぞ� �、光路図で示されている。

 なお付言するに、例えば、図10(a)には、LC D30から3つのビームが出射するように示され� �いるが、これは、ある瞬間において、LCD30を 構成する複数個の画素のうち、同じ表示モー ド(=0)、換言すれば、同じ奥行きすなわち焦� �距離が割り当てられた3つの画素から3つのビ ームがそれぞれ同時に出射して可変焦点レン ズ50に入射する様子を説明するためである。

 このように、本実施形態においては、奥� ��きが同じ画素のみが存在するように複数の� ��自のサブフレームが作成され、そのうえで� ��各サブフレームごとに、可変焦点レンズ50� �作動状態が切り換えられて、各サブフレー� �ごとの焦点距離すなわち奥行きが実現され� �。

 以上の説明から明らかなように、本実施� ��態においては、説明の便宜上、信号処理装� ��70が前記(1)項における「波面曲率調節部」� �一例を構成し、コンピュータ72のうち、図7� �おけるステップS202、S203およびS207を実行す� �部分が、前記(2)項における「変調手段」の� �例を構成し、コンピュータ72のうち、図7に� �けるステップS204およびS206を実行する部分が 、前記(3)項における「形成手段」の一例を構 成し、コンピュータ72のうち、図7におけるス テップS207を実行する部分が、同項における� �調節手段」の一例を構成していると考える� �とが可能である。

 さらに、本実施形態においては、説明の� ��宜上、コンピュータ72のうち、図5に示すキ� ��リブレーションプログラムを実行する部分� ��、前記(1)項における「波面曲率調節部」の� ��の一例を構成していると考えることが可能� ��ある。

 次に、本発明の第2実施形態を説明する。 ただし、本実施形態は、第1実施形態に対し� �、接眼レンズ60が移動可能である点でのみ異 なり、他の点では共通するため、接眼レンズ 60の移動についてのみ説明する。

 図11には、接眼レンズ60を、それの光軸方 向に移動させて任意の位置で停止させること により、画像光の波面曲率をデフォールト値 からオフセットさせる波面曲率オフセット機 構100が示されている。

 波面曲率オフセット機構100は、ヘッドマ� ��ントディスプレイ装置10のうちのハウジン� �(静止部材)102に取り付けられている。

 この波面曲率オフセット機構100は、ユー� ��の操作に応じて機械的に作動することによ� ��、接眼レンズ60を、それの光軸上において� �位させるように構成されている。具体的に� �、この波面曲率オフセット機構100は、ユー� �によって操作される操作部(例えば、回転つ� ��み)104と、ハウジング102に固定された静止部 106と、その静止部106に対して相対的に直線変 位可能に支持された直線可動部108とを備えて いる。その直線可動部108に接眼レンズ60が固� ��されている。

 この波面曲率オフセット機構100は、さら� ��、操作部104によって回転させられる回転部1 10と、その回転部110の回転運動を直線可動部1 08の直線運動に変換する運動変換機構112とを� ��えている。その運動変換機構112は、例えば� ��直線可動部108のめねじと、回転部110のおね� ��とが互いに螺合されたねじ機構として構成� ��ることが可能である。また、この波面曲率� ��フセット機構100は、よく知られたマイクロ� ��ータに採用される変位機構と構造的に共通� ��るように設計することが可能である。

 したがって、ユーザは、この波面曲率オ� ��セット機構100により、接眼レンズ60をデフ� �ールト位置から所望の向きに所望の量で変� �させることが可能となる。よって、ユーザ� �、表示画像を見ながら、それが鮮明に見え� �ように接眼レンズ60の位置を調節し、その結 果、画像光の波面曲率をデフォールト値から 適量だけオフセットさせることが可能となる 。

 次に、本発明の第3実施形態を説明する。 ただし、本実施形態は、第1実施形態に対し� �、可変焦点レンズ50が移動可能である点での み異なり、他の点では共通するため、可変焦 点レンズ50の移動についてのみ説明する。

 図12には、可変焦点レンズ50を、リレー光 学系16の光軸に対して直角な方向に移動させ� ��任意の位置で停止させることにより、可変� ��点レンズ50の、リレー光学系16に対する相対 的な位置をキャリブレーションするキャリブ レーション機構120が示されている。

 このキャリブレーション機構120は、第2実 施形態における波面曲率オフセット機構100と 共通する構成を有しており、操作部104、静止 部106、直線可動部108、回転部110および運動変 換機構112を含むように構成されている。直線 可動部108に、可変焦点レンズ50が固定されて� ��る。

 ユーザは、このキャリブレーション機構1 20により、可変焦点レンズ50をデフォールト� �置から所望の向きに所望の量で変位させる� �とが可能となる。よって、ユーザは、表示� �像を見ながら、それが鮮明に見えるように� �変焦点レンズ50の位置を調節し、その結果、 画像光の波面曲率をデフォールト値から適量 だけオフセットさせることが可能となる。

 次に、本発明の第4実施形態を説明する。 ただし、本実施形態は、第1実施形態に対し� �、画像表示プログラムの内容の点でのみ異� �り、他の点では共通するため、画像表示プ� �グラムについてのみ説明する。

 第1実施形態においては、各サブフレーム ごとに可変焦点レンズ50の作動状態が切り換� ��られるが、本実施形態においては、各画素� ��とに可変焦点レンズ50の作動状態が切り換� �られる。第1実施形態と同様に、本実施形態� ��おいても、同じフレームに属する複数個の� ��素にそれぞれ、各画素のZ信号に基づき、6� �の表示モードのうちのいずれかが割り当て� �れる。

 図13には、本実施形態における画像表示� �ログラムが概念的にフローチャートで表さ� �ている。この画像表示プログラムが実行さ� �ると、まず、ステップS301において、フレー� ��番号FNが1にセットされ、次に、ステップS302 において、今回のコンテンツを表す画像信号 のうち今回のフレームに対応する部分が元画 像信号として入力される。

 続いて、ステップS303において、画素番号 PNが1にセットされる。その後、ステップS304� �おいて、今回の画素に対応するR輝度信号、G 輝度信号およびB輝度信号がそれぞれ、LCD30用 のR画像信号、G画像信号およびB画像信号に変 換され、それらR画像信号、G画像信号およびB 画像信号がLCDドライバ32に出力される。

 なお付言するに、今回の画素を反映したR 画像信号、G画像信号およびB画像信号は、LCD3 0のうち、今回の画素に対応する電極につい� �しか供給されず、他の画素に対応する電極� �ついては、R光、G光およびB光のいずれも透� �しないようにLCD30が制御される。

 続いて、ステップS305において、今回の画 素に対応するZ信号に、6つの表示モードのう� ��のいずれかを表す奥行き信号が割り当てら� ��ることにより、そのZ信号が、対応する奥行 き信号に変換される。

 その後、ステップS306において、その奥行 き信号が可変焦点レンズドライバ52に出力さ� ��る。このステップS306の実行は、ステップS30 4の実行と同期するように行われる。続いて� �ステップS307において、今回の画素が、今回� ��フレームを構成する複数個の画素のうち最� ��の画素であるか否かが判定される。今回は� ��最終画素ではないと仮定すると、その判定� ��NOとなり、ステップS308において、画素番号P Nが1だけインクリメントされ、その後、ステ� ��プS304に移行する。

 ステップS304-S308の実行が繰り返された結� ��、ステップS307の判定がYESとなると、ステッ プS309において、今回のフレームが、今回の� �像のうちの最終フレームであるか否かが判� �される。今回のフレームは最終フレームで� �ないと仮定すると、ステップS309の判定がNO� �なり、その後、ステップS310において、フレ� ��ム番号FNが1だけインクリメントされた後、� ��テップS302に移行する。

 ステップS302-S310の実行がすべてのフレー� ��について実行された結果、ステップS309の判 定がYESとなると、この画像表示プログラムの 一回の実行が終了する。

 図14(a)-(c)には、このヘッドマウントディ� ��プレイ装置10が、可変焦点レンズ50の表示モ ードが0であって、ディオプターが0である場� ��と、可変焦点レンズ50の表示モードが3であ� ��て、ディオプターが-1.5である場合と、可変 焦点レンズ50の表示モードが5であって、ディ オプターが-2.5である場合とについてそれぞ� �、光路図で示されている。

 なお付言するに、例えば、図14(a)には、LC D30から1つのビームが出射するように示され� �いるが、これは、ある瞬間において、LCD30を 構成する複数個の画素のうち、今回の表示モ ード(=0)、換言すれば、今回の奥行きすなわ� �焦点距離が割り当てられた今回の画素のみ� �ら1つのビームが出射して可変焦点レンズ50� �入射する様子を説明するためである。

 このように、本実施形態においては、各� ��素ごとに、可変焦点レンズ50の作動状態が� �り換えられて、各画素ごとの焦点距離すな� �ち奥行きが実現される。

 以上の説明から明らかなように、本実施� ��態においては、説明の便宜上、コンピュー� ��72のうち、図13におけるステップS302、S304、S 305およびS306を実行する部分が、前記(2)項に� �ける「変調手段」の一例を構成し、コンピ� �ータ72のうち、図13におけるステップS305およ びS306を実行する部分が前記(4)項における「� �節手段」の一例を構成し、コンピュータ72の うち、図13におけるステップS304を実行する部 分が、前記(5)項における「形成手段」の一例 を構成し、コンピュータ72のうち、図13にお� �るステップS305およびS306を実行する部分が、 同項における「調節手段」の一例を構成して いると考えることが可能である。

 さらに、本実施形態においては、説明の� ��宜上、コンピュータ72のうち、図5に示すキ� ��リブレーションプログラムを実行する部分� ��、前記(1)項における「波面曲率調節部」の� ��の一例を構成していると考えることが可能� ��ある。

 なお付言すれば、本実施形態においては� ��各フレームの表示中、各画素ごとに、可変� ��点レンズ50の作動状態が切り換えられて画� �光の波面曲率が変調されるが、実質的に同� �奥行きを共有する各画素グループごとに、� �変焦点レンズ50の作動状態が切り換えられて 画像光の波面曲率が変調される態様で本発明 を実施することが可能である。この態様によ れば、各画素ごとに可変焦点レンズ50の作動� ��態が切り換えられる場合より、可変焦点レ� ��ズ50の作動頻度が低下し、それにより、可� �焦点レンズ50の負担が軽減される。

 さらに付言するに、図19に例示されるよ� �に、焦点距離が必ずしも一致しない複数の� �ブジェクトが、互いにオーバラップする部� �を有することなく配置された画像について� �、すべての画素につき、1個の画素に1個の焦 点距離が割り当てられる。この種の画像を表 示するための複数枚のサブフレームは、図20� ��例示される。この例においては、すべての� ��素につき、1個の画素が1枚のサブフレーム� �割り当てられる。

 これに対し、図21に例示されるように、� �点距離が必ずしも一致しない複数のオブジ� �クトのうちの少なくとも一部が、互いにオ� �バラップする部分を有するように配置され� �画像については、一部の画素につき、1個の� ��素に複数個の焦点距離が割り当てられる。� ��の種の画像を表示するための複数枚のサブ� ��レームは、図22に例示される。

 この例においては、一部の画素につき、1 個の画素が複数枚のサブフレームに割り当て られる。この種の画像が表示されると、観察 者は、各々透明でピント位置が互いに異なる 複数個のオブジェクトがレイアー状に重なっ ているように知覚することになる。この例に おいては、複数枚のサブフレームがレイアー 構造を成していると考えることが可能である 。

 本発明によれば、それら2種類の画像のい ずれについても、画像を正しく表示すること ができる。

 次に、本発明の第5実施形態を説明する。 ただし、本実施形態は、第1実施形態と共通� �る点が多いため、その共通点については、� �一の符号または名称を使用して引用するこ� �により、重複した説明を省略し、第1実施形� ��とは異なる点についてのみ詳細に説明する� ��

 図15は、本発明の第5実施形態に従う液晶� ��ロジェクタ140である。この液晶プロジェク� ��140は、画像を物理的なスクリーンに投影し� ��それにより、観察者に画像を表示する形式� ��画像表示装置である。

 この液晶プロジェクタ140は、概略的には� ��光源から一斉に入射した面状の光を、空間� ��調素子を用いて、各画素ごとに空間的に変� ��し、そのようにして形成された画像光をス� ��リーン上に投影し、それにより、観察者が� ��像を実像として観察することを可能にする� ��うに構成されている。

 具体的には、この液晶プロジェクタ140は� ��第1実施形態に従うヘッドマウントディスプ レイ装置10と同様に、光源部12と、画像光形� �部14と、リレー光学系16とを、それらの順に� ��互いに直列に並ぶように備えている。この� ��晶プロジェクタ140は、ヘッドマウントディ� ��プレイ装置10とは異なり、接眼光学系18は備 えていない。

 図15に示すLEDドライバ24、LCDドライバ32お� ��び可変焦点レンズドライバ52は、図3に示す� ��号処理装置70によって制御される。図16には 、その信号処理装置70のうちのメモリ部74の� �容が概念的に表されている。図16に示すよう に、メモリ部74には、第1実施形態と同様に、 キャリブレーションプログラムと、画像表示 プログラムと、テストパターンデータとが不 揮発的に予め記憶されている。それらプログ ラムおよびデータは、第1実施形態と共通す� �ため、重複した説明を省略する。

 このメモリ部74には、さらに、独自のプ� �グラムとして、画像歪みキャンセルプログ� �ムと、その画像歪みキャンセルプログラム� �実行に必要な焦点距離分布パターンデータ� �が不揮発的に予め記憶されている。

 図17には、その画像歪みキャンセルプロ� �ラムが概念的にフローチャートで表されて� �る。

 この画像歪みキャンセルプログラムは、� ��晶プロジェクタ140が画像を投影しようとす� ��スクリーン142が、その液晶プロジェクタ140� ��光軸に対して十分に直角でなかったり、ま� ��は、そのスクリーン142自体が湾曲している� ��めに、スクリーン142上において表示画像が� ��何学的に歪んでしまってピンボケになって� ��まう場合に、その画像の歪みをソフトウエ� ��によってキャンセルするために実行される� ��

 具体的には、この画像歪みキャンセルプ� ��グラムは、スクリーン142に照射する画像光� ��波面曲率の分布すなわち焦点距離の分布を� ��スクリーン142上に投影される画像の幾何学� ��歪みがキャンセルされるように、再設定す� ��ように実行される。

 さらに具体的には、この画像歪みキャン� ��ルプログラムは、画像の幾何学的歪みをキ� ��ンセルするために効果的である焦点距離分� ��を表す焦点距離分布パターンを複数種類、� ��意している。

 図18には、焦点距離分布パターンの例と� �て、4種類の焦点距離分布パターンが示され� ��いる。焦点距離分布パターンNo.1は、表示画 像の左側から右側に向かうにつれて焦点距離 が順に短くなるパターンである。焦点距離分 布パターンNo.2は、表示画像の左側から右側� �向かうにつれて焦点距離が順に長くなるパ� �ーンである。焦点距離分布パターンNo.3は、� ��示画像の上側から下側に向かうにつれて焦� ��距離が順に短くなるパターンである。焦点� ��離分布パターンNo.4は、表示画像の上側から 下側に向かうにつれて焦点距離が順に長くな るパターンである。

 図17には、前記画像歪みキャンセルプロ� �ラムが概念的にフローチャートで表されて� �る。この画像歪みキャンセルプログラムは� �液晶プロジェクタ140の、図示しない電源が� �ーザによって投入されたことに応答して実� �される。

 その実行時には、まず、ステップS401にお いて、ユーザにより、図示しない入力装置を 介して、「画像歪みキャンセルモード」が選 択されたか否かが判定される。今回は、「画 像歪みキャンセルモード」が選択されなかっ たと仮定すると、直ちにこの画像歪みキャン セルプログラムの実行が終了する。

 これに対し、今回は、「画像歪みキャン� ��ルモード」が選択されたと仮定すると、ス� ��ップS402において、焦点距離分布パターンNo. 1が今回の焦点距離分布パターンとして選択� �れ、さらに、その選択された焦点距離分布� �ターンに基づき、奥行き信号が、1フレーム� ��体について作成される。

 続いて、ステップS403において、その作成 された奥行き信号と、前記テストパターンデ ータとに基づき、例えば図6(a)に示すテスト� �ターンが、今回の焦点距離分布パターンの� �とに表示される。

 その後、ステップS404において、そのテス トパターンがユーザによって鮮明に観察され ていることをユーザが示すために「OK」を表� ��データが、図示しない入力装置を介して、� ��ンピュータ72に入力されたか否かが判定さ� �る。

 今回は、「OK」を表すデータが入力され� �と仮定すると、ステップS404の判定がYESとな� ��、この画像歪みキャンセルプログラムの実� ��が終了し、以後、今回の焦点距離分布パタ� ��ンが、バイアスとして、前記画像表示プロ� ��ラムの実行によって作成された奥行き信号� ��付加される。

 これに対し、今回は、「OK」を表すデー� �が入力されなかったと仮定すると、ステッ� �S404の判定がNOとなり、ステップS405に移行す� ��。

 ステップS405においては、焦点距離分布パ ターンNo.2が今回の焦点距離分布パターンと� �て選択され、さらに、その選択された焦点� �離分布パターンに基づき、奥行き信号が、1� ��レーム全体について作成される。

 続いて、ステップS406において、その作成 された奥行き信号と、前記テストパターンデ ータとに基づき、テストパターンが、今回の 焦点距離分布パターンのもとに表示される。

 その後、ステップS407において、「OK」を� ��すデータが入力されたか否かが判定される� ��今回は、「OK」を表すデータが入力された� �仮定すると、ステップS407の判定がYESとなり� ��この画像歪みキャンセルプログラムの実行� ��終了し、以後、今回の焦点距離分布パター� ��が、バイアスとして、前記画像表示プログ� ��ムの実行によって作成された奥行き信号に� ��加される。

 これに対し、今回は、「OK」を表すデー� �が入力されなかったと仮定すると、ステッ� �S407の判定がNOとなり、ステップS408に移行す� ��。

 ステップS408においては、焦点距離分布パ ターンNo.3が今回の焦点距離分布パターンと� �て選択され、さらに、その選択された焦点� �離分布パターンに基づき、奥行き信号が、1� ��レーム全体について作成される。

 続いて、ステップS409において、その作成 された奥行き信号と、前記テストパターンデ ータとに基づき、テストパターンが、今回の 焦点距離分布パターンのもとに表示される。

 その後、ステップS410において、「OK」を� ��すデータが入力されたか否かが判定される� ��今回は、「OK」を表すデータが入力された� �仮定すると、ステップS410の判定がYESとなり� ��この画像歪みキャンセルプログラムの実行� ��終了し、以後、今回の焦点距離分布パター� ��が、バイアスとして、前記画像表示プログ� ��ムの実行によって作成された奥行き信号に� ��加される。

 これに対し、今回は、「OK」を表すデー� �が入力されなかったと仮定すると、ステッ� �S410の判定がNOとなり、ステップS411に移行す� ��。

 ステップS411においては、焦点距離分布パ ターンNo.4が今回の焦点距離分布パターンと� �て選択され、さらに、その選択された焦点� �離分布パターンに基づき、奥行き信号が、1� ��レーム全体について作成される。

 続いて、ステップS412において、その作成 された奥行き信号と、前記テストパターンデ ータとに基づき、テストパターンが、今回の 焦点距離分布パターンのもとに表示される。

 その後、ステップS413において、「OK」を� ��すデータが入力されたか否かが判定される� ��今回は、「OK」を表すデータが入力された� �仮定すると、ステップS413の判定がYESとなり� ��この画像歪みキャンセルプログラムの実行� ��終了し、以後、今回の焦点距離分布パター� ��が、バイアスとして、前記画像表示プログ� ��ムの実行によって作成された奥行き信号に� ��加される。

 これに対し、今回は、「OK」を表すデー� �が入力されなかったと仮定すると、ステッ� �S413の判定がNOとなり、ステップS414に移行す� ��。

 このステップS414においては、ユーザによ り、図示しない入力装置を介して、「モード 終了」が選択されたか否かが判定される。今 回は、「モード終了」が選択されたと仮定す ると、この画像歪みキャンセルプログラムの 実行が終了し、一方、今回は、「モード終了 」が選択されなかったと仮定すると、ステッ プS402に戻り、再度、テストパターンが、異� �る焦点距離分布パターンのもとに表示され� �。

 以上の説明から明らかなように、本実施� ��態においては、説明の便宜上、コンピュー� ��72のうち、図17に示す画像歪みキャンセルプ ログラムを実行する部分が、前記(1)項におけ る「波面曲率調節部」の別の一例を構成して いると考えることが可能である。

 以上、本発明の実施の形態のいくつかを� ��面に基づいて詳細に説明したが、これらは� ��示であり、前記[発明の開示]の欄に記載の� �様を始めとして、当業者の知識に基づいて� �々の変形、改良を施した他の形態で本発明� �実施することが可能である。