(57)【要約】      （修正有）【課題】高コントラスト、高輝度の画像が得られる画像表示装置を提供する。【解決手段】画像光生成装置３１と、第１光学部Ｌ１０と、第２光学部Ｌ２０と、第３光学部Ｌ３０と、第４光学部Ｌ４０と、を備え、第１光学部Ｌ１０と第３光学部Ｌ３０との間に第１中間像が形成され、第２光学部Ｌ２０と第４光学部Ｌ４０の間に瞳が形成され、第３光学部Ｌ３０と第４光学部Ｌ４０との間に第２中間像が形成され、第４光学部の第３光学部とは反対側に射出瞳が形成される。画像光生成装置は、第１画像光を射出する第１自発光パネルと、第２画像光を射出する第２自発光パネルと、第３画像光を射出する第３自発光パネルと、第１〜第３画像光を合成する色合成素子と、を備える。【選択図】図３
2020076880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光生成装置と、
前記画像光生成装置から射出された画像光の光路に沿って設けられ、
正のパワーを有する第１光学部と、
第１回折素子を備え、正のパワーを有する第２光学部と、
正のパワーを有する第３光学部と、
第２回折素子を備え、正のパワーを有する第４光学部と、
を備え、
前記光路において、前記第１光学部と前記第３光学部との間に前記画像光の第１中間像が形成され、
前記第２光学部と前記第４光学部の間に瞳が形成され、
前記第３光学部と前記第４光学部との間に前記画像光の第２中間像が形成され、
前記第４光学部の前記第３光学部とは反対側に射出瞳が形成され、
前記画像光生成装置は、
赤色波長領域の第１画像光を射出する第１自発光パネルと、
緑色波長領域の第２画像光を射出する第２自発光パネルと、
青色波長領域の第３画像光を射出する第３自発光パネルと、
前記第１画像光、前記第２画像光および前記第３画像光を合成する色合成素子と、を備え、
前記色合成素子は、互いに交差する第１ダイクロイック膜と第２ダイクロイック膜とを有するクロスダイクロイックプリズムから構成され、
前記第１ダイクロイック膜および前記第２ダイクロイック膜の各々は、偏光分離特性を有していない、画像表示装置。
【請求項２】
前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、前記クロスダイクロイックプリズムの光入射面と対向し、かつ、画像生成領域の長手方向が前記第１ダイクロイック膜と前記第２ダイクロイック膜との交差軸と平行に配置されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を備えた、請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子は光共振器を有する、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、無機発光ダイオード素子を有する画素を備えた、請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１回折素子および前記第２回折素子は、反射型体積ホログラムで構成されている、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の反射面を用いて画像光を反射させつつ観察者の眼に導く形態の頭部装着型表示装置が知られている。下記の特許文献１には、フレームと、画像生成装置と、画像生成装置から射出された光を観察者の眼に導く導光板と、導光板に入射した光を反射させる第１偏向手段および第２偏向手段と、を備えた頭部装着型表示装置が開示されている。
【０００３】
ところが、特許文献１の頭部装着型表示装置においては、画像生成装置から射出された光を観察者の眼に導く手段として導光板が用いられている。そのため、装置が大型化、重量化するという問題がある。そこで、下記の特許文献２には、反射型ホログラムからなる２つの回折素子を用いて、画像光を観察者の眼に導く形態の表示装置が開示されている。特許文献２では、画像光生成装置として、レーザー光源と走査光学系との組合せ、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネル等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８４１４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６７１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の反射型ホログラムは、特定波長領域の光のみを反射し、それ以外の波長領域の光を透過するため、外光とディスプレイとを重畳して表示するシースルー型の画像表示装置には適した光学系と言える。しかしながら、一般的に、反射型ホログラムにおける反射波長幅は極めて狭いため、ディスプレイから発せられた画像光のうち、多くの光はホログラムで反射されず、ホログラムを透過する。そのため、導光効率が低いという問題がある。
【０００６】
画像光生成装置として、例えば液晶パネルに比べて高いコントラストを実現可能な有機ＥＬパネルを用いることが考えられる。有機ＥＬパネルは薄型、軽量という特徴を有し、直視型ディスプレイはもちろん、前述した反射型ホログラムと組み合わせ、頭部装着型表示装置への応用も期待されている。しかしながら、反射型ホログラムのように導光効率が低い光学系と有機ＥＬパネルとを組み合わせた場合、パネル輝度を上げると、有機ＥＬ素子の寿命が短くなり、明るさの劣化が早くなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の画像表示装置は、画像光生成装置と、前記画像光生成装置から射出された画像光の光路に沿って設けられ、正のパワーを有する第１光学部と、第１回折素子を備え、正のパワーを有する第２光学部と、正のパワーを有する第３光学部と、第２回折素子を備え、正のパワーを有する第４光学部と、を備える。前記光路において、前記第１光学部と前記第３光学部との間に前記画像光の第１中間像が形成され、前記第２光学部と前記第４光学部の間に瞳が形成され、前記第３光学部と前記第４光学部との間に前記画像光の第２中間像が形成され、前記第４光学部の前記第３光学部とは反対側に射出瞳が形成される。前記画像光生成装置は、赤色波長領域の第１画像光を射出する第１自発光パネルと、緑色波長領域の第２画像光を射出する第２自発光パネルと、青色波長領域の第３画像光を射出する第３自発光パネルと、前記第１画像光、前記第２画像光および前記第３画像光を合成する色合成素子と、を備える。前記色合成素子は、互いに交差する第１ダイクロイック膜と第２ダイクロイック膜とを有するクロスダイクロイックプリズムから構成され、前記第１ダイクロイック膜および前記第２ダイクロイック膜の各々は、偏光分離特性を有していない。
【０００８】
本発明の一つの態様の画像表示装置において、前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、前記クロスダイクロイックプリズムの光入射面と対向し、かつ、画像生成領域の長手方向が前記第１ダイクロイック膜と前記第２ダイクロイック膜との交差軸と平行に配置されていてもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の画像表示装置において、前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、有機ＥＬ素子を有する画素を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の画像表示装置において、前記有機ＥＬ素子は光共振器を有していてもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の画像表示装置において、前記第１自発光パネル、前記第２自発光パネル、および前記第３自発光パネルの各々は、無機発光ダイオード素子を有する画素を備えていてもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の画像表示装置において、前記第１回折素子および前記第２回折素子は、反射型体積ホログラムで構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態に係る表示装置の一つの態様を示す外観図である。
【図２】表示装置の他の態様を示す外観図である。
【図３】表示装置の光学系の一つの態様を示す説明図である。
【図４Ａ】回折素子の干渉縞の説明図である。
【図４Ｂ】回折素子の干渉縞の他の形態を示す説明図である。
【図５】第１回折素子および第２回折素子の回折特性を示す図である。
【図６Ａ】第１回折素子と第２回折素子とが共役関係にある場合の模式図である。
【図６Ｂ】第１回折素子と第２回折素子とが共役関係にない場合の模式図である。
【図６Ｃ】第１回折素子と第２回折素子とが共役関係にない場合の模式図である。
【図７Ａ】第１回折素子と第２回折素子との共役関係からのずれの許容差を示す模式図である。
【図７Ｂ】第１回折素子と第２回折素子との共役関係からのずれの許容差の他の形態を示す模式図である。
【図８】光学系の光線図である。
【図９】画像光生成装置の斜視図である。
【図１０】自発光パネルが有する一つの画素の構成を示す概略断面図である。
【図１１】偏光分離特性を有していないダイクロイック膜の透過率−波長特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下の各図面においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度や角度を実際とは異ならせている。
【００１５】
図１は、本実施形態の画像表示装置１００の一つの態様を示す外観図である。図２は、画像表示装置１００の他の態様を示す外観図である。図３は、図１に示す画像表示装置１００の光学系１０の一つの態様を示す説明図である。
【００１６】
図１から図３においては、前後方向をＺ軸に沿う方向とし、前後方向の一方である前方向を前側Ｚ１とし、前後方向の他方である後方向を後側Ｚ２とする。また、左右方向をＸ軸に沿う方向とし、左右方向の一方である右方向を右側Ｘ１とし、左右方向の他方である左方向を左側Ｘ２とする。また、上下方向をＹ軸方向に沿う方向とし、上下方向の一方である上方向を上側Ｙ１とし、上下方向の他方である下方向を下側Ｙ２とする。
【００１７】
図１に示すように、画像表示装置１００は、頭部装着型の表示装置であり、画像光Ｌ０ａを右眼Ｅａに入射させる右眼用光学系１０ａと、画像光Ｌ０ｂを左眼Ｅｂに入射させる左眼用光学系１０ｂと、を有している。画像表示装置１００は、例えば、眼鏡のような形状に形成されている。
【００１８】
具体的には、画像表示装置１００は、右眼用光学系１０ａと左眼用光学系１０ｂとを保持するフレーム９０を有しており、フレーム９０は観察者の頭部に装着される。フレーム９０は、右眼用光学系１０ａの第２回折素子７０ａ、および左眼用光学系１０ｂの第２回折素子７０ｂをそれぞれ保持する前部９１を有しており、フレーム９０の右側のテンプル９２ａ、および左側のテンプル９２ｂの各々に、右眼用光学系１０ａの画像光投射装置、および左眼用光学系１０ｂの画像光投射装置等が保持されている。
【００１９】
右眼用光学系１０ａと左眼用光学系１０ｂとは、基本的な構成が同一である。したがって、以下の説明では、右眼用光学系１０ａと左眼用光学系１０ｂとを区別せずに一括して、光学系１０として説明する。
【００２０】
図１に示す画像表示装置１００では、画像光Ｌ０をＸ軸に沿う左右方向に進行させたが、図２に示すように、画像光Ｌ０を上側Ｙ１から下側Ｙ２に進行させて観察者の眼Ｅに射出させる構成、頭頂部から眼Ｅの前にわたって光学系１０が配置される構成等が適用されてもよい。
【００２１】
図３を参照して画像表示装置１００の光学系１０の基本的な構成を説明する。
図３は、図１に示す画像表示装置１００の光学系１０の一態様を示す模式図である。なお、図３には、画像光Ｌ０の特定波長の光Ｌ１（実線）に加えて、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２（１点鎖線）、および特定波長に対して短波長側の光Ｌ３（破線）も図示する。
【００２２】
図３に示すように、光学系１０においては、画像光生成装置３１から射出された画像光Ｌ０の進行方向に沿って、正のパワーを有する第１光学部Ｌ１０と、正のパワーを有する第２光学部Ｌ２０と、正のパワーを有する第３光学部Ｌ３０と、正のパワーを有する第４光学部Ｌ４０と、が配置されている。
【００２３】
本実施形態において、正のパワーを有する第１光学部Ｌ１０は、投射光学系３２によって構成されている。正のパワーを有する第２光学部Ｌ２０は、反射型の第１回折素子５０によって構成されている。正のパワーを有する第３光学部Ｌ３０は、導光光学系６０によって構成されている。正のパワーを有する第４光学部Ｌ４０は、反射型の第２回折素子７０によって構成されている。本実施形態において、第１回折素子５０および第２回折素子７０は、後述する反射型体積ホログラム８５，８６から構成されている。
【００２４】
光学系１０において、画像光Ｌ０の進行方向に着目すると、画像光生成装置３１は、投射光学系３２に向けて画像光Ｌ０を射出し、投射光学系３２は、入射した画像光Ｌ０を第１回折素子５０に向けて射出し、第１回折素子５０は、入射した画像光Ｌ０を導光光学系６０に向けて射出する。導光光学系６０は、入射した画像光Ｌ０を第２回折素子７０に射出し、第２回折素子７０は、入射した画像光Ｌ０を観察者の眼Ｅに向けて射出する。
【００２５】
画像光生成装置３１は、画像光Ｌ０を生成する。画像光生成装置３１の詳細な構成については後述する。
【００２６】
投射光学系３２は、画像光生成装置３１が生成した画像光Ｌ０を投射する。投射光学系３２は、複数のレンズ３２１によって構成されている。図３においては、投射光学系３２が３枚のレンズ３２１を備えている場合を例に挙げたが、レンズ３２１の枚数は限定されることはなく、投射光学系３２が４枚以上のレンズ３２１を備えていてもよい。また、複数のレンズ３２１が貼り合わされた形態で投射光学系３２を構成してもよい。また、レンズ３２１は自由曲面のレンズで構成されていてもよい。
【００２７】
導光光学系６０は、第１回折素子５０から射出された画像光Ｌ０が入射するレンズ系６１と、レンズ系６１から射出された画像光Ｌ０を斜めに傾いた方向に射出するミラー６２と、を有している。レンズ系６１は、Ｚ軸に沿う前後方向に配置された複数のレンズ６１１から構成されている。ミラー６２は、前後方向に向けて斜めに傾いた反射面６２０を有している。本実施形態において、ミラー６２は、全反射ミラーで構成されている。ただし、ミラー６２をハーフミラーとしてもよく、この場合、外光を視認できる範囲を広くすることができる。
【００２８】
以下、第１回折素子５０および第２回折素子７０の構成について説明する。
本実施形態において、第１回折素子５０および第２回折素子７０は基本的な構成が同一である。以下では、第２回折素子７０の構成を例に挙げて説明する。
【００２９】
図４Ａは、図３に示す第２回折素子７０の干渉縞７５１の説明図である。
図４Ａに示すように、第２回折素子７０は、反射型体積ホログラム８５を備えている。反射型体積ホログラム８５は、部分反射型回折光学素子である。このため、第２回折素子７０は、部分透過反射性のコンバイナーを構成している。したがって、外光も第２回折素子７０を介して眼Ｅに入射するため、観察者は、画像光生成装置３１で形成した画像光Ｌ０と外光（背景）とが重畳した画像を認識することができる。
【００３０】
第２回折素子７０は、観察者の眼Ｅと対向しており、画像光Ｌ０が入射する第２回折素子７０の入射面７１は、眼Ｅから離れる方向に凹んだ凹曲面になっている。換言すれば、入射面７１は、画像光Ｌ０の入射方向において、周辺部に対して中央部が凹んで湾曲した形状となっている。このため、画像光Ｌ０を観察者の眼Ｅに向けて効率良く集光させることができる。
【００３１】
第２回折素子７０は、特定波長に対応するピッチを有する干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂを有している。干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂは屈折率等の差としてホログラム感光層に記録されており、干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂは特定の入射角度に対応するように、第２回折素子７０の入射面７１に対して一方方向に傾いている。したがって、第２回折素子７０は、画像光Ｌ０を所定の方向に回折して偏向する。特定の波長および特定の入射角度とは、画像光Ｌ０の波長と入射角度に対応する。干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂは、参照光Ｌｒおよび物体光Ｌｓを用いてホログラフィック感光層に干渉露光を行うことにより形成することができる。
【００３２】
本実施形態において、画像光Ｌ０は、カラー表示用画像光である。このため、第２回折素子７０は、特定波長に対応するピッチで形成された干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂを有している。例えば、干渉縞７５１Ｒは、５８０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲のうち、例えば波長６１５ｎｍの赤色光ＬＲに対応するピッチで形成されている。干渉縞７５１Ｇは、５００ｎｍから５８０ｎｍの波長範囲のうち、例えば波長５３５ｎｍの緑色光ＬＧに対応するピッチで形成されている。干渉縞７５１Ｂは、４００ｎｍから５００ｎｍの波長範囲のうち、例えば波長４６０ｎｍの青色光ＬＢに対応するピッチで形成されている。この種の干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂは、各波長に対応する感度を有するホログラフィック感光層を形成した状態で、各波長の参照光ＬｒＲ、ＬｒＧ、ＬｒＢ、および物体光ＬｓＲ、ＬｓＧ、ＬｓＢを用いてホログラフィック感光層に干渉露光を行うことにより形成される。
【００３３】
なお、各波長に対応する感度を有する感光材料をホログラフィック感光層に分散させておき、各波長の参照光ＬｒＲ、ＬｒＧ、ＬｒＢおよび物体光ＬｓＲ、ＬｓＧ、ＬｓＢを用いてホログラフィック感光層に干渉露光を行ってもよい。これにより、図４Ｂに示すように、１つの層に干渉縞７５１Ｒ、７５１Ｇ、７５１Ｂを重畳した干渉縞７５１を形成してもよい。また、参照光ＬｒＲ、ＬｒＧ、ＬｒＢおよび物体光ＬｓＲ、ＬｓＧ、ＬｓＢとして球面波の光を用いてもよい。
【００３４】
第２回折素子７０と基本的な構成が同一である第１回折素子５０は、反射型体積ホログラム８６を備えている。第１回折素子５０は、画像光Ｌ０が入射する入射面５１が、凹んだ凹曲面になっている。換言すれば、入射面５１は、画像光Ｌ０の入射方向において、周辺部に対して中央部が凹んで湾曲した形状となっている。そのため、画像光Ｌ０を導光光学系６０に向けて効率良く偏向させることができる。
【００３５】
図５は、図３に示す第１回折素子５０および第２回折素子７０の回折特性を示す説明図である。図５は、体積ホログラム上の１点に光線が入射したときの、特定波長と周辺波長の回折角の差を示したものである。図５には、特定波長を５３１ｎｍとしたとき、波長が５２６ｎｍの周辺波長の光の回折角度のずれを実線Ｌ５２６で示し、波長が５３６ｎｍの周辺波長の光の回折角度のずれを破線Ｌ５３６で示してある。
【００３６】
図５に示すように、ホログラムに記録された同じ干渉縞に光線が入射した場合でも、光線の波長が長い程、大きく回折し、光線の波長が短い程、小さく回折する。そのため、本実施形態のように、２つの回折素子、すなわち第１回折素子５０および第２回折素子７０を用いた場合、特定波長に対する長波長の光および短波長の光における光線角度をそれぞれ考慮して入射させないと、波長補償を適切に行うことができない。すなわち、波長毎に光線角度を考慮して入射させないと、第２回折素子７０で発生する色収差をキャンセルできなくなる。また、干渉縞の本数によって回折角が異なるため、干渉縞を考慮する必要がある。
【００３７】
図３に示す光学系１０においては、第１回折素子５０と第２回折素子７０との間での中間像の形成回数と、ミラー６２での反射回数の和が奇数、偶数のいずれであるかに対応して、第２回折素子７０への入射方向等が適正化されているため、波長補償、すなわち色収差をキャンセルすることが可能である。
【００３８】
具体的に、第１回折素子５０に入射した画像光Ｌ０は、図３に示すように、第１回折素子５０によって回折されることで偏向する。このとき、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２の回折角度θ２は、特定波長の光Ｌ１の回折角度θ１より大きくなる。また、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３の回折角度θ３は、特定波長の光Ｌ１の回折角度θ１より小さくなる。したがって、第１回折素子５０を射出した画像光Ｌ０は、波長毎に偏向されて分散することとなる。
【００３９】
第１回折素子５０から射出された画像光Ｌ０は、導光光学系６０を介して第２回折素子７０に入射し、第２回折素子７０によって回折されることで偏向する。その際、第１回折素子５０から第２回折素子７０までの光路において、中間像の形成が１回行われるとともに、ミラー６２での反射が１回行われる。
【００４０】
したがって、画像光Ｌ０と第２回折素子７０の入射面法線との間の角度を入射角とすると、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２は、特定波長の光Ｌ１における入射角θ１１よりも大きな入射角θ１２となり、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３は、特定波長の光Ｌ１における入射角θ１１よりも小さな入射角θ１３となる。また、上述したように特定波長に対して長波長側の光Ｌ２の回折角度θ２は、特定波長の光Ｌ１の回折角度θ１よりも大きくなり、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３の回折角度θ３は、特定波長の光Ｌ１の回折角度θ１よりも小さくなる。
【００４１】
したがって、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２は、特定波長の光Ｌ１よりも大きな入射角で第１回折素子５０に入射する。ところが、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２の回折角度が特定波長の光Ｌ１の回折角度よりも大きいため、結果として第２回折素子７０から射出する際には、特定波長に対して長波長側の光Ｌ２と特定波長の光Ｌ１とは略平行な光となる。これに対して、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３は、特定波長の光Ｌ１よりも小さな入射角で第１回折素子５０に入射する。ところが、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３の回折角度が特定波長の光Ｌ１の回折角度よりも小さいため、結果として第２回折素子７０から射出するときには、特定波長に対して短波長側の光Ｌ３と特定波長の光Ｌ１とは略平行な光となる。このようにして、図３に示すように、第２回折素子７０を射出した画像光Ｌ０は、略平行な光として観察者の眼Ｅに入射するので、波長毎の網膜Ｅ０での結像位置ずれが抑制される。したがって、第２回折素子７０で発生する色収差をキャンセルすることができる。
【００４２】
以下、第１回折素子５０と第２回折素子７０との共役関係について説明する。
図６Ａは、第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役関係にある場合の説明図である。図６Ｂおよび図６Ｃは第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役関係にない場合の説明図である。図７Ａおよび図７Ｂは、図６Ｂおよび図６Ｃに示す第１回折素子５０と第２回折素子７０との共役関係からのずれの許容差を示す説明図である。
図７Ａおよび図７Ｂには、特定波長の光を実線Ｌｅで示し、波長が特定波長−１０ｎｍの光を１点鎖線Ｌｆで示し、波長が特定波長＋１０ｎｍの光を２点鎖線Ｌｇで示してある。なお、図６Ａ〜図６Ｃ、および図７Ａおよび図７Ｂでは、光の経路が分かりやすいように、第１回折素子５０および第２回折素子７０を透過型として示し、第１回折素子５０、第２回折素子７０および光学部Ｌ９０を矢印で示してある。
【００４３】
図６Ａに示すように、第１回折素子５０と第２回折素子７０とを共役の関係とした場合、第１回折素子５０のＡ点（第１の位置）から射出した発散光は正パワーを持つ光学部Ｌ９０（レンズ）によって集光され、第２回折素子７０のＢ点（第１の位置に対応する第２の位置）に入射する。したがって、Ｂ点で発生する回折による色収差をＡ点で補償することができる。
【００４４】
これに対して、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役の関係にない場合、第１回折素子５０のＡ点から射出された発散光は、中央の正パワーを持つ光学部Ｌ９０（レンズ）によって集光される。ただし、Ａ点から射出された発散光は、第２回折素子７０上のＢ点よりも遠い位置、あるいはＢ点よりも近い位置で交わって入射する。このため、Ａ点とＢ点とが１対１の関係にならない。ここで、領域内の干渉縞が一様の場合に補償効果が高まることから、第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役の関係にない場合、補償効果が弱くなる。一方、第１回折素子５０によって、第２回折素子７０の投影領域全体を補償することは困難である。そのため、図６Ｂおよび図６Ｃに示す態様の場合、十分な波長補償を行うことができず、解像度の劣化が発生する。
【００４５】
なお、特定波長に対して±１０ｎｍの波長の光では、特定波長の光が到達するＢ点から±０．４ｍｍ程度の誤差が存在するが、解像度の低下は目立たない。許容範囲を検討した結果、図７Ａに示すように、特定波長の光が到達する理想的な第２回折素子７０上のＢ点よりも手前で交わり、±０．８ｍｍの範囲内に入射する場合には、解像度の低下は目立たない。また、図７Ｂに示すように、特定波長の光が到達する理想的な第２回折素子７０上のＢ点よりも後方で交わり、±０．８ｍｍの範囲内に入射する場合には、解像度の低下は目立たない。したがって、第１回折素子５０と第２回折素子７０とにおいては、完全な共役関係になくても、略共役関係にあって、理想的なＢ点から±０．８ｍｍの範囲内に到達する場合には、解像度の低下を許容することができる。すなわち、本実施形態において、「第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役関係を有する」とは、特定波長の光の入射位置が理想的な入射点から±０．８ｍｍの誤差範囲に収まることをいう。
【００４６】
図８は、本実施形態の光学系１０における光線図である。
図８では、光軸に沿って配置された各光学部を太い矢印で示す。また、画像光生成装置３１の１つの画素から射出した光線を実線Ｌａで示し、画像光生成装置３１の端部から射出される主光線を１点鎖線Ｌｂで示し、第１回折素子５０と共役関係となる位置を長い破線Ｌｃで示してある。ここで、「中間像」とは、１つの画素から射出された光線（実線Ｌａ）が集まる個所であり、「瞳」とは、各画角の主光線（１点鎖線Ｌｂ）が集まる個所である。また、図８は、画像光生成装置３１から射出された光の経路を示すものである。なお、図８では、図面を簡略化するため、全ての光学部を透過型として図示する。
【００４７】
図８に示すように、本実施形態の光学系１０においては、画像光生成装置３１から射出された画像光の光路に沿って、正のパワーを有する第１光学部Ｌ１０と、第１回折素子５０を備え、正のパワーを有する第２光学部Ｌ２０と、正のパワーを有する第３光学部Ｌ３０と、第２回折素子７０を備え、正のパワーを有する第４光学部Ｌ４０とが設けられている。
【００４８】
第１光学部Ｌ１０の焦点距離はＬ／２であり、第２光学部Ｌ２０、第３光学部Ｌ３０、および第４光学部Ｌ４０の焦点距離はいずれもＬである。したがって、第２光学部Ｌ２０から第３光学部Ｌ３０までの光学距離と、第３光学部Ｌ３０から第４光学部Ｌ４０までの光学距離と、は等しい。
【００４９】
光学系１０においては、第１光学部Ｌ１０と第３光学部Ｌ３０との間に、画像光の第１中間像Ｐ１が形成される。第２光学部Ｌ２０と第４光学部Ｌ４０との間に、瞳Ｒ１が形成される。第３光学部Ｌ３０と第４光学部Ｌ４０との間に、画像光の第２中間像Ｐ２が形成される。第４光学部Ｌ４０は、画像光を平行光化して射出瞳Ｒ２を形成する。その際、第３光学部Ｌ３０は、第２光学部Ｌ２０から射出された画像光を発散光として第４光学部Ｌ４０に入射させる。第２光学部Ｌ２０は、第１光学部Ｌ１０から射出された画像光を収束光として第３光学部Ｌ３０に入射させる。本実施形態の光学系１０において、瞳Ｒ１は、第２光学部Ｌ２０と第４光学部Ｌ４０との間のうち、第３光学部Ｌ３０の近傍に形成される。第３光学部Ｌ３０の近傍とは、第２光学部Ｌ２０と第３光学部Ｌ３０との間のうち、第２光学部Ｌ２０よりも第３光学部Ｌ３０に近い位置、または、第３光学部Ｌ３０と第４光学部Ｌ４０との間のうち、第４光学部Ｌ４０よりも第３光学部Ｌ３０に近い位置を意味する。
【００５０】
第３光学部Ｌ３０は、画像光生成装置３１の１点からの画像光について、第１回折素子５０により偏向されて特定波長からずれた周辺波長の光を第２回折素子７０の所定の範囲に入射させる。すなわち、第１回折素子５０と第２回折素子７０は共役あるいは略共役の関係にある。ここで、第１回折素子５０の第３光学部Ｌ３０による第２回折素子７０上の射影の倍率の絶対値は、０．５倍から１０倍までの範囲である。倍率の絶対値は、１倍から５倍までの範囲であることが好ましい。
【００５１】
したがって、本実施形態の光学系１０によれば、投射光学系３２と導光光学系６０との間に画像光の第１中間像Ｐ１が形成され、導光光学系６０の近傍に瞳Ｒ１が形成され、導光光学系６０と第２回折素子７０との間に画像光の第２中間像Ｐ２が形成され、第２回折素子７０は、画像光を平行光化して射出瞳Ｒ２を形成する。
【００５２】
本実施形態の光学系１０において、第１中間像Ｐ１は、第１光学部Ｌ１０（投射光学系３２）と第２光学部Ｌ２０（第１回折素子５０）との間に形成される。
【００５３】
本実施形態の光学系１０によれば、以下に示す４つの条件（条件１、条件２、条件３、および条件４）を満足している。
条件１：画像光生成装置３１の１つの点から射出された光線は、網膜Ｅ０に１つの点として結像される。
条件２：光学系の入射瞳と眼球の瞳が共役である。
条件３：周辺波長を補償するように第１回折素子５０と第２回折素子７０とが適正に配置されている。
条件４：第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役または略共役の関係にある。
【００５４】
より具体的には、図８に示す１点鎖線Ｌｂから判るように、画像光生成装置３１の１つの点から射出した光線は、網膜Ｅ０に１つの点として結像されるという［条件１］を満足するため、観察者は１つの画素を視認することができる。また、図８に示す実線Ｌａから分かるように、光学系１０の入射瞳と眼Ｅの瞳Ｅ１とが共役（瞳の共役）の関係にあるという［条件２］を満足するため、画像光生成装置３１で生成された画像の全域を視認することができる。また、周辺波長を補償するように第１回折素子５０と第２回折素子７０とが適正に配置されているという［条件３］を満足するため、波長補償を行うことによって第２回折素子７０で発生する色収差をキャンセルすることが可能である。また、図８に示す長い破線Ｌｃから分かるように、第１回折素子５０と第２回折素子７０とが共役または略共役の関係にあるという［条件４］を満足するため、第１回折素子５０と第２回折素子７０とにおいて、干渉縞が同一な個所に光線を入射させることが可能であり、波長補償を適正に行うことができる。以上により、画像の解像度の劣化を抑えることができる。
【００５５】
以下、画像光生成装置３１について説明する。
本実施形態の画像光生成装置３１は、偏光特性を有していない画像光を射出する複数の画像表示パネルからの複数の色光が合成された画像光を射出する。
【００５６】
図９は、画像光生成装置３１の斜視図である。
図９に示すように、画像光生成装置３１は、第１パネル２１２Ｒ（第１自発光パネル）と、第２パネル２１２Ｇ（第２自発光パネル）と、第３パネル２１２Ｂ（第３自発光パネル）と、クロスダイクロイックプリズム２１３（色合成素子）と、を備えている。第１パネル、第２パネル、および第３パネルの各々は、バックライト等の照明装置を有していない自発光パネルである。したがって、第１パネル、第２パネル、および第３パネルの各々からは、偏光特性を有していない光が射出される。
【００５７】
第１パネル２１２Ｒは、複数の画素がマトリクス状に設けられた画像生成領域２１２ｆと、非画像生成領域と、を備えている。複数の画素の各々には、有機ＥＬ素子が設けられている。第２パネル２１２Ｇは、複数の画素がマトリクス状に設けられた画像生成領域２１２ｆと、非画像生成領域と、を備えている。複数の画素の各々には、有機ＥＬ素子が設けられている。第３パネル２１２Ｂは、複数の画素がマトリクス状に設けられた画像生成領域２１２ｆと、非画像生成領域と、を備えている。複数の画素の各々には、トップエミッション型の有機ＥＬ素子が設けられている。
【００５８】
本実施形態において、第１パネル２１２Ｒの画像生成領域２１２ｆに設けられた複数の有機ＥＬ素子は、赤色波長領域の第１画像光を射出する。また、第２パネル２１２Ｇの画像生成領域２１２ｆに設けられた複数の有機ＥＬ素子は、緑色波長領域の第２画像光を射出する。また、第３パネル２１２Ｂの画像生成領域２１２ｆに設けられた複数の有機ＥＬ素子は、青色波長領域の第３画像光を射出する。
【００５９】
以下、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇ、および第３パネル２１２Ｂの構成について説明する。第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇ、および第３パネル２１２Ｂのそれぞれは、有機ＥＬ材料からなる発光層および輸送層の材料は異なるが、パネルの基本構成は同一である。したがって、以下では第１パネル２１２Ｒで代表して、パネルの構成を説明する。
【００６０】
図１０は、第１パネル２１２Ｒの一つの有機ＥＬ素子３５の構成を示す断面図である。
図１０に示すように、有機ＥＬ素子３５において、基板７９の一面には、基板７９側から順に、反射電極７２、陽極７３、発光機能層７４、陰極７５が設けられている。基板７９は、例えばシリコン等の半導体材料で構成されている。反射電極７２は、例えばアルミニウムや銀等を含有する光反射性の導電材料で構成されている。より具体的には、反射電極７２は、例えばアルミニウムや銀などの単体材料で構成されていてもよいし、チタン（Ｔｉ）／ＡｌＣｕ（アルミニウム・銅合金）の積層膜などで構成されていてもよい。
【００６１】
陽極７３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の光透過性を有する導電性材料で構成されている。発光機能層７４は、図示を省略するが、有機ＥＬ材料を含む発光層、正孔注入層、電子注入層等を含む複数の層で構成されている。発光層は、赤色、緑色、青色の各発光色に応じた周知の有機ＥＬ材料により構成されている。
【００６２】
陰極７５は、一部の光を透過し、残りの光を反射する性質（半透過反射性）を有する半透過反射層として機能する。半透過反射性を有する陰極７５は、例えば銀やマグネシウムを含有する合金などの光反射性の導電材料を充分に薄い膜厚に形成することで実現できる。発光機能層７４からの射出光は、反射電極７２と陰極７５との間で往復する間に特定の共振波長の成分が選択的に増幅され、陰極７５を透過して観察側（基板７９とは反対側）に射出される。すなわち、反射電極７２から陰極７５までの複数の層によって光共振器８０が構成される。
【００６３】
反射電極７２から陰極７５までの複数の層は、封止膜７６によって覆われている。封止膜７６は、外気や水分の侵入を防止するための膜であって、光透過性を有する無機材料や有機材料の単層または複数層で構成されている。封止膜７６の一面に、カラーフィルター７７が設けられている。第３パネル２１２Ｂにおいて、カラーフィルター７７は、緑色波長域以外の波長域の光を吸収し、緑色波長域の光を透過する光吸収型のフィルター層で構成されている。同様に、第１パネル２１２Ｒにおいては、カラーフィルターは、赤色波長域以外の波長域の光を吸収し、赤色波長域の光を透過する光吸収型のフィルター層で構成されている。第２パネル２１２Ｇにおいては、カラーフィルターは、青色波長域以外の波長域の光を吸収し、青色波長域の光を透過する光吸収型のフィルター層で構成されている。
【００６４】
本実施形態では、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれが光共振器８０を備えているため、共振波長での光の共振によって各色に対応した光が射出される。さらに、光共振器８０の光射出側にカラーフィルター７７が設けられているため、各パネル２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂから射出される光の色純度がより高められる。
【００６５】
カラーフィルター７７の一面に、各パネル２１２Ｒ，２１２Ｇ，２１２Ｂを保護するためのカバーガラス７８が設けられている。
【００６６】
図９に示すように、第１パネル２１２Ｒは、赤色波長領域の第１画像光ＬＲを射出する。したがって、第１パネル２１２Ｒから射出された画像光は、赤色の第１画像光ＬＲとしてクロスダイクロイックプリズム２１３に入射する。第２パネル２１２Ｇは、緑色波長領域の第２画像光ＬＧを射出する。したがって、第２パネル２１２Ｇから射出された画像光は、緑色の第２画像光ＬＧとしてクロスダイクロイックプリズム２１３に入射する。第３パネル２１２Ｂは、青色波長領域の第３画像光ＬＢを射出する。したがって、第３パネル２１２Ｂから射出された画像光は、青色の第３画像光ＬＢとしてクロスダイクロイックプリズム２１３に入射する。
【００６７】
赤色波長領域のピーク波長は、例えば６３０ｎｍ以上、かつ６８０ｎｍ以下である。緑色波長領域のピーク波長は、例えば４９５ｎｍ以上、かつ５７０ｎｍ以下である。青色波長領域のピーク波長は、例えば４５０ｎｍ以上、かつ４９０ｎｍ以下である。第１画像光ＬＲ、第２画像光ＬＧ、および第３画像光ＬＢのそれぞれは、偏光特性を有していない。すなわち、第１画像光ＬＲ、第２画像光ＬＧ、および第３画像光ＬＢのそれぞれは、特定の振動方向を有していない無偏光の光である。なお、無偏向の光、すなわち偏光特性を有していない光は、完全に無偏光の状態ではなく、ある程度の偏光成分は含まれているが、例えばダイクロイック膜等の光学部材に対して光学性能には積極的に影響を及ぼさないとみなされる範囲の偏光度、例えば２０％以下の偏光度を有する光のことである。
【００６８】
クロスダイクロイックプリズム２１３は、四角柱状の形状をなす透光性部材から構成されている。クロスダイクロイックプリズム２１３は、第１入射面２１３ａと、第１入射面２１３ａに対向する第３入射面２１３ｃと、第１入射面２１３ａおよび第３入射面２１３ｃと垂直に接する第２入射面２１３ｂと、第２入射面２１３ｂに対向する射出面２１３ｄと、第１入射面２１３ａ、第２入射面２１３ｂ、第３入射面２１３ｃおよび射出面２１３ｄと垂直に接する第５面２１３ｅと、第５面２１３ｅに対向する第６面２１３ｆと、を有する。
【００６９】
クロスダイクロイックプリズム２１３は、偏光分離特性を有していない第１ダイクロイック膜ＤＭ１と、偏光分離特性を有していない第２ダイクロイック膜ＤＭ２と、を有する。第１ダイクロイック膜ＤＭ１と第２ダイクロイック膜ＤＭ２とは、９０°の角度で互いに交差している。以下、第１ダイクロイック膜ＤＭ１と第２ダイクロイック膜ＤＭ２とが互いに交差する軸を、交差軸ＣＲと称する。
【００７０】
本明細書における「偏光分離特性を有していないダイクロイック膜」は、ダイクロイック膜に入射する光の偏光方向（Ｓ偏光、Ｐ偏光）に依らずに、略同様の波長分離特性を有する膜のことである。以下に、具体的な一例を示して「偏光分離特性を有していないダイクロイック膜」を定義する。
【００７１】
図１１は、偏光分離特性を有していないダイクロイック膜の透過率−波長特性の一例を示す図である。
図１１において、横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は透過率［％］である。符号Ｔｓで示す実線のグラフはＳ偏光の透過率−波長特性を示し、符号Ｔｐで示す破線のグラフはＰ偏光の透過率−波長特性を示す。
【００７２】
「偏光分離特性を有していないダイクロイック膜」とは、非偏光がダイクロイック膜に入射した際、図１１の波長領域Ａ：例えば４５０ｎｍ以上、かつ４９０ｎｍ以下の青色波長領域、波長領域Ｂ：例えば４９５ｎｍ以上、かつ５７０ｎｍ以下の緑色波長領域、および波長領域Ｃ：例えば６３０ｎｍ以上、かつ６８０ｎｍ以下の赤色波長領域等、制御したい波長領域におけるＳ偏光の透過率ＴｓとＰ偏光の透過率Ｔｐとが同様の傾向を有し、各波長領域における透過率Ｔｓと透過率Ｔｐとの平均差分が３０％以下、好ましくは１０％以下となる特性を有する膜を意味する。
【００７３】
なお、図１１では透過率で表現したが、反射率で表現しても同様であり、「偏光分離特性を有していないダイクロイック膜」とは、非偏光がダイクロイック膜に入射した際、制御したい波長領域におけるＳ偏光の反射率とＰ偏光の反射率とが同様の傾向を有し、各波長領域における反射率の平均差分が３０％以下、好ましくは１０％以下となる特性を有する膜を意味する。
【００７４】
第１ダイクロイック膜ＤＭ１は、第１画像光ＬＲを反射し、第２画像光ＬＧおよび第３画像光ＬＢを透過する特性を有する。第２ダイクロイック膜ＤＭ２は、第２画像光ＬＧを反射し、第１画像光ＬＲおよび第３画像光ＬＢを透過する特性を有する。これにより、第１画像光ＬＲ、第２画像光ＬＧ、および第３画像光ＬＢは合成され、フルカラーの画像光Ｌ０が射出面２１３ｄから射出される。
【００７５】
第１パネル２１２Ｒは、第１入射面２１３ａに対向して配置されている。第２パネル２１２Ｇは、第２入射面２１３ｂに対向して配置されている。第３パネル２１２Ｂは、第３入射面２１３ｃに対向して配置されている。
【００７６】
第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれは、長辺と短辺とを有する長方形状の画像生成領域２１２ｆを有する。画像生成領域２１２ｆは、各パネルのクロスダイクロイックプリズム２１３との対向面のうち、周縁部の非画像生成領域を除く領域であって、実質的に画像を生成する領域である。第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれは、クロスダイクロイックプリズム２１３と対向し、かつ、画像生成領域２１２ｆの長手方向ＦＲがクロスダイクロイックプリズム２１３の交差軸ＣＲと平行に配置されている。
【００７７】
第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれには、画像生成領域の長辺の外側に、駆動回路基板（図示せず）とパネルとを電気的に接続するための外部端子領域が設けられる場合がある。この場合、外部端子領域は、画像の生成に寄与しないため、クロスダイクロイックプリズム２１３と対向するように配置される必要はない。したがって、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれは、画像生成領域がクロスダイクロイックプリズム２１３と対向し、外部端子領域がクロスダイクロイックプリズム２１３の外側にはみ出すように貼り合わされればよい。
【００７８】
各パネルの外部端子領域がクロスダイクロイックプリズム２１３の外側にはみ出す方向は、隣り合うパネル同士が干渉しない方向であれば、特に限定されない。例えば第１パネル２１２Ｒが図９におけるクロスダイクロイックプリズム２１３の左側にはみ出し、第２パネル２１２Ｇが図９におけるクロスダイクロイックプリズム２１３の上側にはみ出し、第３パネル２１２Ｂが図９におけるクロスダイクロイックプリズム２１３の右側にはみ出してもよい。もしくは、第１パネル２１２Ｒと第３パネル２１２Ｂとがともに図９におけるクロスダイクロイックプリズム２１３の右側にはみ出し、第２パネル２１２Ｇが図９におけるクロスダイクロイックプリズム２１３の下側にはみ出してもよい。
【００７９】
本実施形態の場合、上述したように、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれが、画像生成領域の長手方向ＦＲがクロスダイクロイックプリズム２１３の交差軸ＣＲと平行になるように配置されたことにより、画像生成領域２１２ｆの長手方向ＦＲがクロスダイクロイックプリズム２１３の交差軸ＣＲと垂直になるように配置された場合と比べて、クロスダイクロイックプリズム２１３の一辺の寸法Ａを小さくすることができる。
【００８０】
本実施形態の画像表示装置１００によれば、反射型体積ホログラム８５，８６からなる第１回折素子５０および第２回折素子７０が用いられ、第１回折素子５０と第２回折素子７０とが適切に配置されたことにより、色収差の補正が可能であり、色収差による画像の解像度の劣化を抑えることができる。
【００８１】
ところが、本発明者らの考察によれば、反射型ホログラムにおける反射波長領域の波長幅は例えば２０ｎｍと極めて狭い。そのため、２つの反射型ホログラムを用いた従来の表示装置において、ディスプレイから発せられた画像光のうち、多くの光はホログラムで反射されず、ホログラムを透過する。その結果、ディスプレイから観察者の眼までの導光効率が例えば１０％以下にまで低下する、という問題があることがわかった。
【００８２】
この問題に対して、本実施形態の画像表示装置１００においては、以下の構成の組合せによって上記の問題を解決している。
本実施形態の画像表示装置１００の場合、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂは、各画素が有機ＥＬ素子３５を有する自発光パネルで構成されている。したがって、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇ、および第３パネル２１２Ｂの各々からは、偏光特性を有していない光が射出される。また、有機ＥＬ素子を有する第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂから射出される画像光は、コントラストが高く、明るい。
【００８３】
一般的なクロスダイクロイックプリズムは、偏光特性を有する２つのダイクロイック膜を有している。このクロスダイクロイックプリズムを備えた表示装置を比較例の表示装置とする。比較例の表示装置においては、画像光が無偏光の光、すなわち偏光特性を有していない光であったとすると、画像光に含まれる互いに直交する２つの直線偏光のうち、一方の直線偏光のみが画像の形成に寄与し、他方の直線偏光は画像の形成に寄与しない。そのため、比較例の表示装置では、光利用効率が低く、明るい画像が得られない。
【００８４】
これに対して、本実施形態の画像表示装置１００において、クロスダイクロイックプリズム２１３は、ともに偏光分離特性を有していない第１ダイクロイック膜ＤＭ１および第２ダイクロイック膜ＤＭ２を有している。これにより、画像光Ｌ０が偏光特性を有していない光であっても、双方の直線偏光が画像の形成に寄与できる。そのため、本実施形態の画像表示装置１００によれば、比較例の表示装置に比べて光利用効率が高く、明るい画像が得られる。
【００８５】
また、本実施形態の画像表示装置１００においては、明るい画像が得られるため、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂに投入する電流をむやみに大きくする必要がない。そのため、有機ＥＬ素子の寿命を維持することができ、明るさの急激な劣化を抑えることができる。
【００８６】
また、本実施形態の画像表示装置１００においては、第１回折素子５０と第２回折素子７０との間で画像光Ｌ０を空中で導波させており、導光板等の部材が用いられていない。そのため、画像表示装置１００の前部を軽量化することができ、鼻に掛かる荷重を低減することができる。これにより、画像表示装置１００がずれ落ちにくく、画像表示装置１００の使い心地を向上させることができる。
【００８７】
また、画像光生成装置１００において、上述したように、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれが、画像生成領域の長手方向ＦＲがクロスダイクロイックプリズム２１３の交差軸ＣＲと平行になるように配置されたことにより、クロスダイクロイックプリズム２１３の交差軸ＣＲと垂直な面の一辺の寸法Ａを小さくすることができる。その結果、画像表示装置１００の小型化を図ることができる。
【００８８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、第１パネル２１２Ｒ、第２パネル２１２Ｇおよび第３パネル２１２Ｂのそれぞれは、有機ＥＬ素子を有する画素を備えた有機ＥＬパネルで構成されていたが、無機発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を有する画素を備えた無機ＬＥＤパネルで構成されていてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、第１回折素子および第２回折素子が反射型体積ホログラムで構成されている例を示したが、第１回折素子および第２回折素子が他のホログラム素子、例えば表面レリーフホログラム、ブレーズドホログラムなどで構成されていてもよい。これらのホログラム素子を用いた場合であっても、薄型で回折効率が高い回折素子が得られる。
【００９０】
また、上記実施形態で例示した画像表示装置の各構成要素の数、配置、形状等の具体的構成については、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
３１…画像光生成装置、３５…有機ＥＬ素子、５０…第１回折素子、７０，７０ａ，７０ｂ…第２回折素子、８０…光共振器、８５，８６…反射型体積ホログラム、１００…画像表示装置、２１２Ｒ…第１パネル（第１自発光パネル）、２１２Ｇ…第２パネル（第２自発光パネル）、２１２Ｂ…第３パネル（第３自発光パネル）、２１３…クロスダイクロイックプリズム（色合成素子）、２１３ａ…第１入射面（光入射面）、２１３ｂ…第２入射面（光入射面）、２１３ｃ…第３入射面（光入射面）、ＣＲ…交差軸、ＤＭ１…第１ダイクロイック膜、ＤＭ２…第２ダイクロイック膜、Ｌ０，Ｌ０ａ，Ｌ０ｂ…画像光、Ｌ１０…第１光学部、Ｌ２０…第２光学部、Ｌ３０…第３光学部、Ｌ４０…第４光学部、Ｐ１…第１中間像、Ｐ２…第２中間像。
【図１】
2020076880.tif 000003
【図２】
2020076880.tif 000004
【図３】
2020076880.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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