(57)【要約】【課題】小型化を図ることができる画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを提供すること。【解決手段】画像表示装置１は、光を出射するレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射された光を合成する光合成部２３と、光合成部２３で合成された光を走査する光走査部４と、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４が搭載され、かつ、観察者の頭部Ｈに装着されるフレーム７と、を備え、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射された光が光走査部４に入射されるまでの光路は、同一の仮想平面である面Ｆ上に設けられ、面Ｆは、フレーム７が頭部Ｈに装着されている際に、頭部Ｈの上下方向（Ｘ軸方向）に沿っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部が搭載され、かつ、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、同一の仮想平面上にあり、
前記仮想平面は、前記フレームが前記頭部に装着されている際に、前記頭部の上下方向に沿っていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記フレームに支持され、かつ、前記光源部、前記光合成部および前記光走査部を収納する筐体を備える請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記フレームに対して回動可能である請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記仮想平面に沿った扁平形状である請求項２または３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記フレームは、フロント部と、前記フロント部に接続されているテンプル部とを含み、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部は、前記テンプル部に搭載されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光走査部は、互いに交差する第１の軸および第２の軸のそれぞれの軸周りに揺動し、かつ、前記光合成部で合成された光を反射する光反射面が設けられた光反射板を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光走査部は、前記第１の軸周りおよび前記第２の軸周りに揺動する基部と、前記基部と前記光反射板とを連結するスペーサーと、を有し、
前記光反射面は、前記光走査部の非駆動状態において前記仮想平面に対して垂直である請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光走査部は、前記基部を囲むように設けられた枠体部と、前記基部を前記枠体部に対して前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１の軸部と、前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２の軸部と、を有する請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光走査部は、前記枠体部に設けられた永久磁石と、前記枠体部に対向配置され、前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を有する請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、前記使用時の前記頭部の側面または前面に沿った同一の仮想平面上にあることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部が搭載され、かつ、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、同一の仮想平面上にあり、
前記仮想平面は、前記フレームが前記頭部に装着されている際に、前記頭部の上下方向に沿っていることを特徴とする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】
本発明は、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光を２次元的に走査して画像を表示する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に係る画像表示装置は、３つの半導体レーザーと、３つの半導体レーザーから放射されたレーザービームをそれぞれ略平行ビーム化する３つのカップリングレンズと、その平行ビーム化されたレーザービームを色合成する２つのダイクロイックミラーと、その色合成されたレーザービームが入射する集光レンズと、その集光レンズを透過したレーザービームを偏向する平面ミラーと、その平面ミラーで偏向されたレーザービームを２次元走査するビーム走査部とを備えている。
【０００３】
この特許文献１に係る画像表示装置において、平面ミラーで偏向したレーザービームがビーム走査部に入射するまでの光路は、各半導体レーザーから出射されたレーザービームが平面ミラーに入射されるまでの光路を含む平面から外れている。そのため、各半導体レーザーからビーム走査部までの光学系全体の厚さが厚くなり、その結果、画像表示装置全体が大型化するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０１１−１５４３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図ることができる画像表示装置およ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】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像表示装置は、光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部が搭載され、かつ、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、同一の仮想平面上にあり、
前記仮想平面は、前記フレームが前記頭部に装着されている際に、前記頭部の上下方向に沿っていることを特徴とする。
このような画像表示装置によれば、複数の光源部、光合成部および光走査部を含む構造体（ユニット）の薄型化を図ることができる。
そして、かかる薄型化された構造体をフレームの厚さ方向に垂直な方向に沿って配置することができる。その結果、画像表示装置全体の小型化を図ることができる。
【０００７】
本発明の画像表示装置では、前記フレームに支持され、かつ、前記光源部、前記光合成部および前記光走査部を収納する筐体を備えることが好ましい。
これにより、光源部、光合成部および光走査部を保護することができる。また、筐体またはこれに固定的に設けられた部材により光源部、光合成部および光走査部の位置関係を安定的に固定することができる。さらに、光源部、光合成部および光走査部を筐体とともにユニット化し、フレームに対して着脱可能とすることもできる。
【０００８】
本発明の画像表示装置では、前記筐体は、前記フレームに対して回動可能であることが好ましい。
これにより、光走査部で走査された光（走査光）が投影される位置を調整することができる。
本発明の画像表示装置では、前記筐体は、前記仮想平面に沿った扁平形状であることが好ましい。
これにより、薄型化が図られた筐体内に光源部、光合成部および光走査部を収納することができる。
【０００９】
本発明の画像表示装置では、前記フレームは、フロント部と、前記フロント部に接続されているテンプル部とを含み、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部は、前記テンプル部に搭載されていることが好ましい。
これにより、眼鏡型の画像表示装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、前記光走査部は、互いに交差する第１の軸および第２の軸のそれぞれの軸周りに揺動し、かつ、前記光合成部で合成された光を反射する光反射面が設けられた光反射板を有することが好ましい。
これにより、第１の軸周りおよび第２の軸周りに別々の光反射板を設ける場合に比し、光走査部の小型化を図ることができる。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、前記光走査部は、前記第１の軸周りおよび前記第２の軸周りに揺動する基部と、前記基部と前記光反射板とを連結するスペーサーと、を有し、
前記光反射面は、前記光走査部の非駆動状態において前記仮想平面に対して垂直であることが好ましい。
これにより、光走査部の第１の軸および第２の軸を含む平面に沿った方向の寸法を小さくすることができる。そして、光反射部が仮想平面に対して垂直となるように光走査部を配置することにより、画像表示装置の仮想平面に対して垂直な方向に沿った厚さを小さくすることができる。
【００１２】
本発明の画像表示装置では、前記光走査部は、前記基部を囲むように設けられた枠体部と、前記基部を前記枠体部に対して前記第１の軸周りに揺動可能に支持する第１の軸部と、前記枠体部を前記第２の軸周りに揺動可能に支持する第２の軸部と、を有することが好ましい。
これにより、光走査部の第１の軸および第２の軸を含む平面に沿った方向の寸法を小さくしつつ、光反射板の第１の軸および第２の軸のそれぞれの軸周りの揺動角を大きくすることができる。
【００１３】
本発明の画像表示装置では、前記光走査部は、前記枠体部に設けられた永久磁石と、前記枠体部に対向配置され、前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を有することが好ましい。
これにより、光走査部の第１の軸および第２の軸に直交する方向に沿った厚さが厚くなるが、光走査部の第１の軸および第２の軸を含む平面に沿った幅を小さくすることができる。
【００１４】
本発明の画像表示装置は、観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、前記使用時の前記頭部の側面または前面に沿った同一の仮想平面上にあることを特徴とする。
このような画像表示装置によれば、複数の光源部、光合成部および光走査部を含む構造体（ユニット）の薄型化を図ることができる。
そして、かかる薄型化された構造体を画像表示装置の厚さ方向に垂直な方向に沿って配置することができる。その結果、画像表示装置全体の小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明のヘッドマウントディスプレイは、光を出射する複数の光源部と、
前記複数の光源から出射された光を合成する光合成部と、
前記光合成部で合成された光を走査する光走査部と、
前記光源部、前記光合成部および前記光走査部が搭載され、かつ、前記観察者の頭部に装着されるフレームと、を備え、
前記光源部から出射された光が前記光走査部に入射されるまでの光路は、同一の仮想平面上にあり、
前記仮想平面は、前記フレームが前記頭部に装着されている際に、前記頭部の上下方向に沿っていることを特徴とする。
【００１６】
このようなヘッドマウントディスプレイによれば、複数の光源部、光合成部および光走査部を含む構造体（ユニット）の薄型化を図ることができる。
そして、かかる薄型化された構造体をフレームの厚さ方向に垂直な方向に沿って配置することができる。その結果、ヘッドマウントディスプレイ全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す画像表示装置の正面図、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線断面図ある。
【図３】図１に示す画像表示装置の画像表示ユニットおよび反射部材を説明する図である。
【図４】図１に示す画像表示装置の画像表示ユニットの概略的な平面図である。
【図５】図４に示す画像表示ユニットのレーザー光源が出射するレーザー光の断面を示す図である。
【図６】図４に示す画像表示ユニットの側面図である。
【図７】図４に示す画像表示ユニットが有する光走査部（光スキャナー）を示す平面図である。
【図８】図７に示す光スキャナーの断面図である。
【図９】図８に示す光スキャナーが有する電圧印加部のブロック図である。
【図１０】図９に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。
【図１１】光スキャナーの配置による描画可能領域の違いを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図、図２（ａ）は、図１に示す画像表示装置の正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ線断面図である。
なお、図１および２では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されており、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を観察者の頭部Ｈに装着した際に、Ｘ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｚ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｙ軸方向が頭部Ｈの前後方向となるように設定されている。なお、Ｘ軸方向は、観察者の正面から見て、観察者の両目を結ぶ直線と直交する直線である。
【００１９】
図１に示す画像表示装置１は、シースルー型のヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型画像表示装置）である。すなわち、画像表示装置１は、観察者の頭部Ｈに装着して使用され、観察者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させるものである。
この画像表示装置１は、頭部Ｈに装着される眼鏡のような外観を有するフレーム７と、フレーム７に支持された反射部材８１、透明部材８２および画像表示ユニット１０とを備える。
【００２０】
このような画像表示装置１では、フレーム７を頭部Ｈに装着したとき（以下、「使用時」ともいう）、観察者が反射部材８１および透明部材８２を介して外界像を視認し得るとともに、画像表示ユニット１０が光を２次元的に走査した走査光（以下、単に「走査光」ともいう）を反射部材８１に照射し、反射部材８１で反射した走査光を観察者の右側の眼ＥＹに投影することにより、観察者が視認し得る画像を虚像として形成する。
【００２１】
なお、本実施形態では、画像表示ユニット１０をフレーム７の右側にのみ設け、右眼用の虚像のみを形成する場合を例に説明するが、画像表示ユニット１０と併用して、フレーム７の左側に画像表示ユニット１０と同様の構成のユニットを設けることによって、右眼用の虚像と併せて左眼用の虚像も形成してもよい。また、画像表示ユニット１０に代えて、フレーム７の左側に画像表示ユニット１０と同様の構成のユニットを設けることによって、左眼用の虚像のみを形成するようにしてもよい。また、右側のみ、左側のみで虚像を形成する場合には、透明部材８２は、なくてもよい。
【００２２】
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
（フレーム）
図１および図２（ａ）に示すように、フレーム７は、反射部材８１、透明部材８２および画像表示ユニット１０を支持する機能を有する。
このフレーム７は、図１に示すように、眼鏡フレームのような形状をなす。すなわち、フレーム７は、ノーズパッド部７１を支持するフロント部７２と、フロント部７２に接続されて観察者の耳ＥＡに当接する１対のテンプル部（つる部）７３と、各テンプル部７３のフロント部７２と反対の端部であるモダン部７４と、を含む。
【００２３】
ノーズパッド部７１は、使用時に、観察者の鼻ＮＳに当接して、画像表示装置１を観察者の頭部Ｈに対して支持する。
このノーズパッド部７１は、使用時における頭部Ｈに対するフレーム７の位置を調整可能に構成されている。
フロント部７２には、左右１対のリム部７５と、１対のリム部７５間に設けられたブリッジ部７６とが含まれる。右側のリム部７５は、反射部材８１を支持し、左側のリム部７５は、透明部材８２を支持している。
【００２４】
また、図２に示すように、１対のテンプル部７３のうち右側の一方のテンプル部７３は、画像表示ユニット１０を支持している。これにより、後述する画像表示ユニット１０に含まれるレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４がフレーム７搭載されている。
なお、画像表示ユニット１０は、フロント部７２に支持されていてもよい。また、各テンプル部７３は、フロント部７２と一体で形成されていてもよいし、フロント部７２と別体で形成されていてもよい。また、フレーム７の形状は、観察者の頭部Ｈに装着することができるものであれば、図示のものに限定されない。
【００２５】
（反射部材および透明部材）
図１および図２（ａ）に示すように、反射部材８１は、前述したフレーム７の右側のリム部７５に取り付けられている。また、透明部材８２は、前述したフレーム７の左側のリム部７５に取り付けられている。
すなわち、反射部材８１は、使用時に、観察者の一方（右側）の眼ＥＹの前方に位置するように配置されている。また、透明部材８２は、使用時に、観察者の他方（左側）の眼ＥＹの前方に位置するように配置されている。
【００２６】
反射部材８１および透明部材８２は、それぞれ、可視光に対する透過性を有する。これにより、観察者は、反射部材８１および透明部材８２を介して外界光を視認することができる。
また、反射部材８１は、画像表示ユニット１０から出射した光（走査光）に対して反射性を有する。より具体的には、反射部材８１は、画像表示ユニット１０から出射した光を使用時の観察者の眼ＥＹに向けて反射する機能を有する。これにより、観察者は、画像表示ユニット１０による画像を視認することができる。
【００２７】
本実施形態では、反射部材８１は、ハーフミラーである。これにより、反射部材８１は、画像表示ユニット１０から出射された光（走査光）を反射させるとともに、使用時において反射部材８１の外側から観察者の眼ＥＹに向かう外界光を透過させることができる。そのため、観察者は、外界像を視認しながら、走査光により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【００２８】
この反射部材８１は、図示しないが、例えば、外界光を透過させる透明基板（透光部）と、透明基板に支持され、画像表示ユニット１０からの走査光を反射させる回折格子とを有する。これにより、回折格子に様々な光学特性をもたせ、光学系の部品点数を減らしたり、デザインの自由度を高めたりすることができる。例えば、回折格子としてホログラム素子を用いることにより、反射部材８１で反射する走査光の出射方向を調整することができる。また、回折格子にレンズ効果をもたせることによって、反射部材８１で反射する走査光の結像状態を調整することもできる。
なお、反射部材８１は、前述した構成に限定されず、例えば、透明基板上に金属薄膜や誘電体多層膜等で構成された半透過反射膜を形成したものであってもよい。また、反射部材８１は、可視光に対する透過性を有していなくてもよい。この場合、反射部材８１を観察者の視界を妨げない位置に配置することが好ましい。
【００２９】
本実施形態では、反射部材８１は、フレーム７の湾曲に沿って湾曲した形状をなす。これにより、反射部材８１にレンズ効果をもたせることができる。また、画像表示装置１のデザイン性を優れたものとすることもできる。なお、反射部材８１の形状は、画像表示ユニット１０の構成および配置や、反射部材８１の光学特性等に応じて決められるものであり、図示のものに限定されない。
一方、透明部材８２は、光反射性を有する必要はなく、可視光に対する透過性を有していれば、反射部材８１と異なる構成であってもよいし、反射部材８１と同じに構成されていてもよい。なお、透明部材８２は、省略してもよい。
【００３０】
（画像表示ユニット）
次に、画像表示ユニット１０について説明する。
図３は、図１に示す画像表示装置の画像表示ユニットおよび反射部材を説明する図、図４は、図１に示す画像表示装置の画像表示ユニットの概略的な平面図、図５は、図４に示す画像表示ユニットのレーザー光源が出射するレーザー光の断面を示す図、図６は、図４に示す画像表示ユニットの側面図である。また、図７は、図４に示す画像表示ユニットが有する光走査部（光スキャナー）を示す平面図、図８は、図７に示す光スキャナーの断面図である。また、図９は、図８に示す光スキャナーが有する電圧印加部のブロック図、図１０は、図９に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。また、図１１は、光スキャナーの配置による描画可能領域の違いを示す図である。
【００３１】
なお、図３〜図６および図１１では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ’軸、Ｙ’軸およびＺ’軸が図示されており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、Ｘ’軸に平行な方向を「Ｘ’軸方向」、Ｙ’軸に平行な方向を「Ｙ’軸方向」、Ｚ’軸に平行な方向を「Ｚ’軸方向」という。また、Ｘ’軸およびＹ’軸の双方に平行な面を「Ｘ’Ｙ’平面」という。
ここで、Ｚ’軸は、説明の便宜上、Ｚ軸に一致しており、Ｘ’軸およびＹ’軸は、Ｚ軸周りに角度αだけ回転したＸ軸およびＹ軸とそれぞれ一致する。なお、Ｚ’軸は、Ｚ軸に対して傾斜していてもよく、その傾斜角度は、４５°以下であることが好ましく、３０°以下であることがより好ましい。
【００３２】
画像表示ユニット１０は、図３に示すように、前述したフレーム７の一方のテンプル部７３に取り付けられ、描画用レーザー光ＬＬを走査してなる走査光を反射部材８１に向けて出射する。
この画像表示ユニット１０は、図４に示すように、描画用レーザー光ＬＬを出射する描画用光源ユニット２と、描画用レーザー光ＬＬの光軸を傾けるとともに、描画用レーザー光ＬＬの横断面形状を変形させるプリズム（光学部材）３と、プリズム３を通過した描画用レーザー光ＬＬを走査する光走査部４と、描画用レーザー光ＬＬの強度を検知する検出部５と、描画用光源ユニット２および光走査部４の作動を制御する制御部６と、これらを収納する筐体９とを有している。
【００３３】
以下、画像表示ユニット１０の各部構成について順次説明する。
（描画用光源ユニット）
図４に示すように、描画用光源ユニット２は、赤色、緑色、青色、各色のレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ（光源部）と、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂおよびダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂとを備えている。
【００３４】
＜光源部＞
レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、図示しない光源および駆動回路を有している。そして、レーザー光源２１Ｒは、赤色のレーザー光ＲＲを出射し、レーザー光源２１Ｇは、緑色のレーザー光ＧＧを出射し、レーザー光源２１Ｂは、青色のレーザー光ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部６から送信される駆動信号に対応して出射され、コリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂによって平行光または略平行光にされる。
【００３５】
本実施形態では、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが、レーザー光源２１Ｒ、レーザー光源２１Ｂ、レーザー光源２１Ｇの順で−Ｙ’軸方向に並んで、かつ筐体９の図４中左側（−Ｘ’軸方向側）の端部に配置されている。そして、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、＋Ｘ’軸方向に向けてレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。このような配置とすることにより、より小さいスペースでレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを配置することができる。そのため、画像表示ユニット１０（筐体９）の小型化を図ることができる。なお、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置は、上記の配置に限定されない。
このようなレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂとしては、例えば、端面発光半導体レーザー、面発光半導体レーザーなどの半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーを用いることにより、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの小型化を図ることができる。
【００３６】
レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂとして、半導体レーザーを用いた場合、一般的には、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射されるレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢが有する光強度分布の輪郭形状（いわゆるＦＦＰ：Far Field Pattern）は、それぞれ、略楕円形状となる。なお、以下では、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの「断面形状」を、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの「光強度分布の輪郭形状」と同義の意味で用いる。すなわち、この場合には、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射されるレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、略楕円形の断面形状を有していると言い換えることができる。ここで、断面形状とは、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの光軸に垂直な断面における形状である。
【００３７】
図５に示すように、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、略楕円状（長円状）の断面形状を有するレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。そして、これらレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの横断面がなす楕円の長軸がＺ’軸とほぼ一致し、短軸がＹ’軸とほぼ一致するように筐体９内に配置されている。言い換えると、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、Ｚ’軸方向（Ｘ’Ｙ’平面の法線方向）の放射角が、Ｙ’軸方向（Ｘ’Ｙ’平面の面内方向）の放射角よりも大きいレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。これにより、例えば上記と逆の場合（Ｚ’軸方向の放射角がＹ’軸方向の放射角よりも小さい場合）と比較して、Ｙ’軸方向に並ぶ３つのレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを狭ピッチで配置することができる。そのため、筐体９のＸ’Ｙ’面内方向の広がりを抑えることができる。したがって、画像表示ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００３８】
また、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが出射するレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、直線偏光である。また、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの反射面／透過面（入射面）およびプリズム３の入射面に対して垂直な偏光成分であるｓ偏光である。すなわち、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、それぞれ、振動方向（偏光方向）がＺ’軸方向となる偏光であり、振動方向と、断面形状である楕円の長軸方向とが一致するレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射するように構成されている。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢをｓ偏光とすることにより、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂおよびプリズム３でのレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの損失を少なくすることができる。
【００３９】
＜光合成部＞
ダイクロイックミラー２３Ｒは、レーザー光ＲＲを反射する特性を有している。ダイクロイックミラー２３Ｂは、レーザー光ＢＢを反射するとともに、レーザー光ＲＲを透過する特性を有している。ダイクロイックミラー２３Ｇは、レーザー光ＧＧを透過するとともに、レーザー光ＲＲ、ＢＢを反射する特性を有している。これらダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂによって、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの光軸を一致または略一致（合成）させ、１つの描画用レーザー光ＬＬが＋Ｘ’軸方向に出射される。すなわち、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを合成する光合成部２３を構成している。
【００４０】
本実施形態では、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置に倣って、ダイクロイックミラー２３Ｒ、ダイクロイックミラー２３Ｂ、ダイクロイックミラー２３Ｇの順で−Ｙ’軸方向に並んで配置されている。また、ダイクロイックミラー２３Ｒは、レーザー光源２１Ｒから＋Ｘ’軸方向に出射されたレーザー光ＲＲを−Ｙ’軸方向に反射するように設けられる。そして、ダイクロイックミラー２３Ｂは、レーザー光源２１Ｂから＋Ｘ’軸方向に出射されたレーザー光ＢＢを−Ｙ’軸方向に反射し、ダイクロイックミラー２３Ｒによって−Ｙ’軸方向に反射されたレーザー光ＲＲを透過するように設けられる。さらに、ダイクロイックミラー２３Ｇは、レーザー光源２１Ｇから＋Ｘ’軸方向に出射されたレーザー光ＧＧを透過し、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｂによって−Ｙ’軸方向に反射されたレーザー光ＲＲ、ＢＢを＋Ｘ’軸方向に反射するように設けられている。これにより、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを合成してなる描画用レーザー光ＬＬが光合成部２３から＋Ｘ’軸方向に出射される。
【００４１】
ここで、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、レーザー光の波長による屈折率差により生ずる分散性を考慮して、短い波長のレーザー光ほどプリズム３への入射角が大きくなるように配置されているのが好ましい。すなわち、（青色のレーザー光ＢＢの入射角θＢ）＞（緑色のレーザー光ＧＧの入射角θＧ）＞（赤色のレーザー光ＲＲの入射角θＲ）の関係を満たすように、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂが、反射面をＺ’軸まわりに僅かにずらして配置されている。
【００４２】
（プリズム）
プリズム３は、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを合成してなる描画用レーザー光ＬＬの光軸を傾ける第１の機能と、描画用レーザー光ＬＬの形状（断面形状）を変形させる第２の機能と、描画用レーザー光ＬＬの放射角を制御する（集光させる、等）第３の機能とを有する光学部材である。プリズム３は、ガラスや水晶で構成された実質的に無色透明な多面体である。このようなプリズム３としては、上記のような機能を有していれば特に限定されず、例えば、略三角柱状をなす三角プリズムを用いることができる。なお、例えば、三角プリズムの各角部は、機能に影響を及ぼさない限り面取り等されていてもよい。
【００４３】
まず、上記第１の機能について説明する。プリズム３は、入射面３１から入射した描画用レーザー光ＬＬを、出射面３２から＋Ｘ’軸方向に対して＋Ｙ’軸方向に傾斜した方向（筐体９の中心側へ向かう方向）に出射する。すなわち、描画用レーザー光ＬＬの光軸をＺ’軸周りに（Ｘ’Ｙ’平面内にて）傾けている。このようなプリズム３によれば、描画用レーザー光ＬＬを筐体９の中心側へ向かわせることができる。筐体９内において、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｂからレーザー光ＲＲ、ＢＢが出射する方向の延長線上には、部材を配置するスペースが十分に存在し、このスペースに光走査部４を配置することにより、筐体９の内部空間を効率的に使用することができる。すなわち、描画用レーザー光ＬＬの光軸を筐体９の中心側へ傾けることにより、筐体９内のデッドスペース（部材が配置されていない無駄なスペース）をより少なくすることができ、画像表示ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００４４】
次に、上記第２の機能について説明する。プリズム３は、描画用レーザー光ＬＬの光軸に垂直な断面形状を略楕円形から略円形へ整形する。具体的には、プリズム３は、入射した描画用レーザー光ＬＬの断面形状のＺ’軸方向の幅をほぼ一定に保ちつつ、Ｘ’Ｙ’面内方向の幅を広くすることにより、描画用レーザー光ＬＬの断面形状を略円形に整形する。言い換えると、プリズム３は、断面形状である楕円の短軸の長さを大きくし、短軸と長軸の比（アスペクト比）がほぼ１となるように描画用レーザー光ＬＬの断面形状を整形する。このように、描画用レーザー光ＬＬの断面形状を略円形とすることにより、優れた画像表示特性を発揮することのできる画像表示ユニット１０となる。ここで、前述したように、描画用レーザー光ＬＬの断面形状を、Ｚ’軸方向を長軸とする略楕円形とすることにより、プリズム３をＸ’Ｙ’平面内で回転させるだけでよくなるため、プリズム３が線ゆする筐体９の厚み方向（Ｚ’軸方向）の長さが最少となるように配置することができる。そのため、画像表示ユニット１０の小型化（薄型化）を図ることができる。
【００４５】
次に、上記第３の機能について説明する。プリズム３の出射面３２は、湾曲凸面（レンズ面）で構成されており、集光レンズとして機能し、平行光としてプリズム３に入射した描画用レーザー光ＬＬを集光（収束）させる。このように描画用レーザー光ＬＬを収束させることにより、より鮮明な画像（高解像度感の画像）を表示することができる。また、出射面３２を集光レンズとして機能させることにより、集光レンズをプリズム３と別に設ける必要がなく、部品点数を低減でき、画像表示ユニット１０の小型化を図ることができる。なお、プリズム３の出射面３２の構成は、放射角を制御することができれば、凸面（集光レンズ）に限られる必要はなく、例えば凹面（発散レンズ）であってもよい。
また、画像表示ユニット１０では、光学部材としてプリズム３を用いているが、前述したプリズム３の機能と同様の効果を発揮することができれば、プリズム以外の他の光学部材を用いてもよい。
【００４６】
以上、描画用光源ユニット２およびプリズム３について詳細に説明した。画像表示ユニット１０では、図６に示すように、レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢが光走査部４に入射するまでの光路が同一の仮想平面である面Ｆ（Ｘ’Ｙ’平面）上に位置している。すなわち、面Ｆ内において、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂがレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射し、光合成部２３がレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを合成して描画用レーザー光ＬＬを出射し、プリズム３が描画用レーザー光ＬＬの光軸をＸ’Ｙ’平面内で傾けている。
【００４７】
（光走査部）
光走査部４は、プリズム３を通過した描画用レーザー光ＬＬを２次元走査する機能を有している。このような光走査部４としては、描画用レーザー光ＬＬを２次元走査することができれば、特に限定されないが、例えば、次のような構成の光スキャナー４０を用いることができる。
図７および図８に示すように、光スキャナー４０は、可動部４１と、１対の軸部４２１、４２２（第１の軸部）と、枠体部４３と、２対の軸部４４１、４４２、４４３、４４４（第２の軸部）と、支持部４５と、永久磁石４６と、コイル４７と、磁心４８と、電圧印加部４９とを備えている。
【００４８】
ここで、可動部４１および１対の軸部４２１、４２２は、第１の軸Ｊ１周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動部４１、１対の軸部４２１、４２２、枠体部４３、２対の軸部４４１、４４２、４４３、４４４および永久磁石４６は、第２の軸Ｊ２周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。また、永久磁石４６、コイル４７および電圧印加部４９は、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動させる駆動部を構成する。
【００４９】
以下、光スキャナー４０の各部を順次詳細に説明する。
図７および図８に示すように、可動部４１は、基部４１１と、スペーサー４１２を介して基部４１１に固定された光反射板４１３とを有する。光反射板４１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射部４１４が設けられている。そして、光反射部４１４の表面が描画用レーザー光ＬＬを反射する光反射面４１４ａを構成する。上述の通り、可動部４１は、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２周りに揺動する。すなわち、可動部４１を構成する基部４１１、スペーサー４１２、光反射板４１３および光反射面４１４ａについても、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２周りに揺動するといえる。
【００５０】
光反射板４１３は、基部４１１および軸部４２１、４２２に対して厚さ方向に離間するとともに、厚さ方向からみたときに（以下、「平面視」ともいう）軸部４２１、４２２と重なって設けられている。
そのため、軸部４２１と軸部４２２との間の距離を短くしつつ、光反射板４１３の板面の面積を大きくすることができる。また、軸部４２１と軸部４２２との間の距離を短くすることできることから、枠体部４３の小型化を図ることができる。さらに、枠体部４３の小型化を図ることができることから、軸部４４１、４４２と軸部４４３、４４４との間の距離を短くすることできる。このようなことから、基部４１１と光反射板４１３とをスペーサー４１２で連結することにより、光反射板４１３の板面の面積を大きくしても、光スキャナー４０の小型化を図ることができる。すなわち、光走査部４の第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２を含む平面に沿った方向の寸法を小さくすることができる。そして、光反射面４１４ａが面Ｆに対して垂直となるように光スキャナー４０（光走査部４）を配置することにより、画像表示装置１の面Ｆに対して垂直な方向（Ｚ’軸方向）に沿った厚さを小さくすることができる。
【００５１】
また、光反射板４１３は、平面視にて、軸部４２１、４２２の全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部４２１、４２２は、それぞれ、平面視にて、光反射板４１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板４１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部４１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光（例えば、光反射板４１３に入射できなかった光）が軸部４２１、４２２で反射して迷光となるのを防止することができる。
【００５２】
また、光反射板４１３は、平面視にて、枠体部４３の全体を覆うように形成されている。言い換えると、枠体部４３は、平面視にて、光反射板４１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板４１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部４１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が枠体部４３で反射して迷光となるのを防止することができる。
さらに、光反射板４１３は、平面視にて、軸部４４１、４４２、４４３、４４４の全体を覆うように形成されている。これにより、光反射板４１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部４１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部４４１、４４２、４４３、４４４で反射して迷光となるのを防止することができる。
【００５３】
本実施形態では、光反射板４１３は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射板４１３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
このような光反射板４１３の下面（他方の面、光反射板４１３の基部４１１側の面）には、硬質層４１５が設けられている。
【００５４】
硬質層４１５は、光反射板４１３本体の構成材料よりも硬質な材料で構成されている。これにより、光反射板４１３の剛性を高めることができる。そのため、光反射板４１３の揺動時における撓みを防止または抑制することができる。また、光反射板４１３の厚さを薄くし、光反射板４１３の第１の軸Ｊ１周りおよび第２の軸Ｊ２周りの揺動時における慣性モーメントを抑えることができる。
【００５５】
このような硬質層４１５の構成材料としては、光反射板４１３本体の構成材料よりも硬質な材料であれば、特に限定されず、例えば、ダイヤモンド、水晶、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、カーボンナイトライド膜などを用いることができるが、特に、ダイヤモンドを用いるのが好ましい。なお、硬質層４１５は、必要に応じて設けられるものであり、省略することもできる。
【００５６】
また、光反射板４１３の下面は、スペーサー４１２を介して基部４１１に固定されている。これにより、軸部４２１、４２２、枠体部４３および軸部４４１、４４２、４４３、４４４との接触を防止しつつ、光反射板４１３を第１の軸Ｊ１周りに揺動させることができる。
また、基部４１１は、平面視にて、光反射板４１３の外周に対して内側に位置している。また、基部４１１の平面視での面積は、基部４１１がスペーサー４１２を介して光反射板４１３を支持することができれば、できるだけ小さいのが好ましい。これにより、光反射板４１３の板面の面積を大きくしつつ、軸部４２１と軸部４２２との間の距離を小さくすることができる。
【００５７】
枠体部４３は、枠状をなし、前述した可動部４１の基部４１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動部４１の基部４１１は、枠状をなす枠体部４３の内側に設けられている。そして、枠体部４３は、軸部４４１、４４２、４４３、４４４を介して支持部４５に支持されている。また、可動部４１の基部４１１は、軸部４２１、４２２を介して枠体部４３に支持されている。
【００５８】
また、枠体部４３は、第１の軸Ｊ１に沿った方向での長さが第２の軸Ｊ２に沿った方向での長さよりも長くなっている。すなわち、第１の軸Ｊ１に沿った方向における枠体部４３の長さをａとし、第２の軸Ｊ２に沿った方向における枠体部４３の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂなる関係を満たす。これにより、軸部４２１、４２２に必要な長さを確保しつつ、第２の軸Ｊ２に沿った方向における光スキャナー４０の長さを抑えることができる。後述するように、光スキャナー４０は、第２の軸Ｊ２がＺ’軸と平行となるように筐体９に配置されるため、前述したようなａ＞ｂなる関係を満足することにより、筐体９の厚さ（Ｚ’軸方向の長さ）を薄くすることができる。
【００５９】
また、枠体部４３は、平面視にて、可動部４１の基部４１１および１対の軸部４２１、４２２からなる構造体の外形に沿った形状をなしている。これにより、可動部４１および１対の軸部４２１、４２２で構成された第１の振動系の振動、すなわち、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの揺動を許容しつつ、枠体部４３の小型化を図ることができる。なお、枠体部４３の形状は、枠状であれば、図示のものに限定されない。
【００６０】
軸部４２１、４２２および軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、それぞれ、弾性変形可能である。そして、軸部４２１、４２２は、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに揺動可能とするように、可動部４１と枠体部４３を連結している。また、軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、枠体部４３を第１の軸Ｊ１に直交する第２の軸Ｊ２周りに揺動可能とするように、枠体部４３と支持部４５を連結している。
【００６１】
軸部４２１、４２２は、可動部４１の基部４１１を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部４２１、４２２は、それぞれ、第１の軸Ｊ１に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部４２１、４２２は、それぞれ、一端部が基部４１１に接続され、他端部が枠体部４３に接続されている。また、軸部４２１、４２２は、それぞれ、中心軸が第１の軸Ｊ１に一致するように配置されている。このような軸部４２１、４２２は、それぞれ、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの揺動に伴って捩れ変形する。
【００６２】
軸部４４１、４４２および軸部４４３、４４４は、枠体部４３を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、それぞれ、第２の軸Ｊ２に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、それぞれ、一端部が枠体部４３に接続され、他端部が支持部４５に接続されている。また、軸部４４１、４４２は、第２の軸Ｊ２を介して互いに対向するように配置され、同様に、軸部４４３、４４４は、第２の軸Ｊ２を介して互いに対向するように配置されている。このような軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、枠体部４３の第２の軸Ｊ２周りの揺動に伴って、軸部４４１、４４２全体および軸部４４３、４４４全体がそれぞれ捩れ変形する。
【００６３】
このように、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに揺動可能とするとともに、枠体部４３を第２の軸Ｊ２周りに揺動可能とすることにより、可動部４１（光反射板４１３）を互いに直交する第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２の２軸周りに揺動させることができる。
なお、軸部４２１、４２２および軸部４４１、４４２、４４３、４４４の形状は、それぞれ、前述したものに限定されず、例えば、途中の少なくとも１箇所に屈曲または湾曲した部分や分岐した部分を有していてもよい。
【００６４】
前述したような基部４１１、軸部４２１、４２２、枠体部４３、軸部４４１、４４２、４４３、４４４および支持部４５は、一体的に形成されている。
本実施形態では、基部４１１、軸部４２１、４２２、枠体部４３、軸部４４１、４４２、４４３、４４４および支持部４５は、第１のＳｉ層（デバイス層）と、ＳｉＯ２層（ボックス層）と、第２のＳｉ層（ハンドル層）とがこの順に積層したＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。これにより、第１の振動系および第２の振動系の振動特性を優れたものとすることができる。また、ＳＯＩ基板は、エッチングにより微細な加工が可能であるため、ＳＯＩ基板を用いて基部４１１、軸部４２１、４２２、枠体部４３、軸部４４１、４４２、４４３、４４４および支持部４５を形成することにより、これらの寸法精度を優れたものとすることができ、また、光スキャナー４０の小型化を図ることができる。
【００６５】
そして、基部４１１、軸部４２１、４２２および軸部４４１、４４２、４４３、４４４は、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。これにより、軸部４２１、４２２および軸部４４１、４４２、４４３、４４４の弾性を優れたものとすることができる。また、基部４１１が第１の軸Ｊ１周りに回動する際に枠体部４３に接触するのを防止することができる。
【００６６】
また、枠体部４３および支持部４５は、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。これにより、枠体部４３および支持部４５の剛性を優れたものとすることができる。また、枠体部４３のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層は、枠体部４３の剛性を高めるリブとしての機能だけでなく、可動部４１が永久磁石４６に接触するのを防止する機能も有する。
【００６７】
また、平面視にて、軸部４２１、４２２、軸部４４１、４４２、４４３、４４４、枠体部４３および支持部４５の上面の、光反射板４１３の外側に位置する部分には、反射防止処理が施されているのが好ましい。これにより、光反射板４１３以外に照射された不要光が迷光となるのを防止することができる。かかる反射防止処理としては、特に限定されないが、例えば、反射防止膜（誘電体多層膜）の形成、粗面化処理、黒色処理等が挙げられる。
なお、前述した基部４１１、軸部４２１、４２２および軸部４４１、４４２、４４３、４４４の構成材料および形成方法は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。
【００６８】
また、本実施形態では、スペーサー４１２および光反射板４１３も、ＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。そして、スペーサー４１２は、ＳＯＩ基板のＳｉＯ２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。また、光反射板４１３は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。このように、ＳＯＩ基板を用いてスペーサー４１２および光反射板４１３を形成することにより、互いに接合されたスペーサー４１２および光反射板４１３を簡単かつ高精度に製造することができる。
このようなスペーサー４１２は、例えば、接着剤、ろう材等の接合材（図示せず）により基部４１１に接合されている。
【００６９】
前述した枠体部４３の下面には、永久磁石４６が接合されている。永久磁石４６と枠体部４３との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤を用いた接合方法を用いることができる。永久磁石４６は、平面視にて、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２に対して傾斜する方向に磁化されている。
本実施形態では、永久磁石４６は、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２の両軸に対して傾斜する方向に延在する長手形状（棒状）をなす。そして、永久磁石４６は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石４６は、一端部をＳ極とし、他端部をＮ極とするように磁化されている。また、永久磁石４６は、平面視にて、第１の軸Ｊ１と第２の軸Ｊ２との交点を中心として対称となるように設けられている。
【００７０】
第２の軸Ｊ２に対する永久磁石４６の磁化の方向（延在方向）の傾斜角θは、特に限定されないが、３０°以上６０°以下であるのが好ましく、４５°以上６０°以下であることがより好ましく、４５°であるのがさらに好ましい。このように永久磁石４６を設けることで、円滑かつ確実に可動部４１を第２の軸Ｊ２周りに揺動させることができる。
このような永久磁石４６としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等を好適に用いることができる。このような永久磁石４６は、硬磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬磁性体を枠体部４３に設置した後に着磁することにより形成される。既に着磁がなされた永久磁石４６を枠体部４３に設置しようとすると、外部や他の部品の磁界の影響により、永久磁石４６を所望の位置に設置できない場合があるからである。
【００７１】
永久磁石４６の直下には、コイル４７が設けられている。これにより、コイル４７から発生する磁界を効率的に永久磁石４６に作用させることができる。これにより、光スキャナー４０の省電力化および小型化を図ることができる。コイル４７は、磁心４８に巻回されて設けられている。これにより、コイル４７で発生した磁界を効率的に永久磁石４６に作用させることができる。なお、磁心４８は、省略してもよい。
このようなコイル４７は、電圧印加部４９に電気的に接続されている。そして、電圧印加部４９によりコイル４７に電圧が印加されることで、コイル４７から第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２に直交する磁束を有する磁界が発生する。
【００７２】
電圧印加部４９は、図９に示すように、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部４９１と、可動部４１を第２の軸Ｊ２周りに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部４９２と、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳する電圧重畳部４９３とを備え、電圧重畳部４９３で重畳した電圧をコイル４７に印加する。
【００７３】
第１の電圧発生部４９１は、図１０（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（主走査用電圧）を発生させるものである。第１の電圧Ｖ１は、正弦波のような波形をなしている。第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、例えば、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、可動部４１、１対の軸部４２１、４２２で構成される第１の振動系の捩り共振周波数（ｆ１）と等しくなるように設定されている。これにより、可動部４１の第１の軸Ｊ１周りの回動角を大きくすることができる。
【００７４】
一方、第２の電圧発生部４９２は、図１０（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（副走査用電圧）を発生させるものである。第２の電圧Ｖ２は、鋸波のような波形をなしている。第２の電圧Ｖ２の周波数（１／Ｔ２）は、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）と異なっていればよく、例えば、３０〜８０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動部４１、１対の軸部４２１、４２２、枠体部４３、２対の軸部４４１、４４２、４４３、４４４および永久磁石４６で構成された第２の振動系の捩り共振周波数（共振周波数）と異なる周波数となるように調整されている。
このような第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも小さいことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動部４１を第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で揺動させつつ、第２の軸Ｊ２周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で揺動させることができる。
【００７５】
また、第１の振動系の捩り共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系の捩り共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＜ｆ１の関係を満たすことが好ましく、１０ｆ２≦ｆ１の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動部４１を、第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、第２の軸Ｊ２周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。これに対し、ｆ１≦ｆ２とした場合は、第２の電圧Ｖ２の周波数による第１の振動系の振動が発生する可能性がある。
このような第１の電圧発生部４９１および第２の電圧発生部４９２は、それぞれ、制御部６に接続され、この制御部６からの信号に基づき駆動する。このような第１の電圧発生部４９１および第２の電圧発生部４９２には、電圧重畳部４９３が接続されている。
電圧重畳部４９３は、コイル４７に電圧を印加するための加算器４９３ａを備えている。加算器４９３ａは、第１の電圧発生部４９１から第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部４９２から第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル４７に印加するようになっている。
【００７６】
次に、光スキャナー４０の駆動方法について説明する。なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系の捩り共振周波数と等しく設定されており、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第２の振動系の捩り共振周波数と異なる値に、かつ、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも小さくなるように設定されている（例えば、第１の電圧Ｖ１の周波数が１８ｋＨｚ、第２の電圧Ｖ２の周波数が６０Ｈｚに設定されている）ものとする。
【００７７】
例えば、図１０（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図１０（ｂ）に示すような第２の電圧Ｖ２とを電圧重畳部４９３にて重畳し、重畳した電圧をコイル４７に印加する。
すると、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７に引き付けようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７から離間させようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。
【００７８】
このように磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、枠体部４３に第１の軸Ｊ１周りの捩り振動成分を有する振動が励振され、その振動に伴って、軸部４２１、４２２を捩れ変形させつつ、可動部４１が第１の電圧Ｖ１の周波数で第１の軸Ｊ１周りに揺動する。なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系の捩り共振周波数と等しいため、共振振動によって、可動部４１を大きく揺動させることができる。
【００７９】
一方、第２の電圧Ｖ２によって、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７に引き付けようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ１」という）と、永久磁石４６の一端部（Ｎ極）をコイル４７から離間させようとするとともに、永久磁石４６の他端部（Ｓ極）をコイル４７に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ２」という）とが交互に切り換わる。
【００８０】
このように磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、軸部４４１、４４２および軸部４４３、４４４をそれぞれ捩れ変形させつつ、枠体部４３が可動部４１とともに、第２の電圧Ｖ２の周波数で第２の軸Ｊ２周りに揺動する。なお、前述のように、第２の電圧Ｖ２の周波数が第１の電圧Ｖ１の周波数に比べて極めて低く設定され、第２の振動系の捩り共振周波数が第１の振動系の捩り共振周波数よりも低く設計されているため、可動部４１が第２の電圧Ｖ２の周波数で第１の軸Ｊ１周りに回動してしまうことを防止することができる。
【００８１】
以上説明したように光スキャナー４０では、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳させた電圧をコイル４７に印加することで、可動部４１を、第１の軸Ｊ１周りに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、第２の軸Ｊ２周りに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。これにより、装置の低コスト化および小型化を図るとともに、電磁駆動方式（ムービングマグネット方式）により、可動部４１を第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２のそれぞれの軸周りに揺動させ、光反射部４１４で反射した描画用レーザー光ＬＬを２次元走査することができる。また、駆動源を構成する部品（永久磁石およびコイル）の数を少なくすることができるため、簡単かつ小型な構成とすることができる。また、コイル４７が光スキャナー４０の振動系と離間しているので、かかる振動系に対するコイル４７の発熱による悪影響を防止することができる。
【００８２】
以上、光スキャナー４０の構成について詳細に説明した。上述のような、ジンバル型をなす２次元走査型の光スキャナー４０によれば、１つの装置で描画用レーザー光ＬＬを２次元走査することができるため、例えば、１次元走査型の光スキャナーを２つ組み合わせて描画用レーザー光ＬＬを２次元走査させる構成と比較して、光走査部４の小型化を図ることができ、また、アライメントの調整も容易となる。特に、光走査部４の第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２を含む平面に沿った方向の寸法を小さくしつつ、光反射板４１３の第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２のそれぞれの軸周りの揺動角を大きくすることができる。
【００８３】
また、光スキャナー４０は、永久磁石４６とコイル４７とを用いて駆動する電磁駆動型の光スキャナーである。このような構成とすることにより、図８に示すように、永久磁石４６とコイル４７とを対向配置しなければならないため、光スキャナー４０の厚さ（第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２の交点と交わりこれら両軸に直交する軸Ｊ３方向の長さ）が厚くなるが、反対に、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２を含む面内方向での大きさ（幅）を小さくすることができる。このように、厚さ方向よりも前記面内方向での小型化を図ることにより、光スキャナー４０は、画像表示ユニット１０に適した光スキャナーとなる。
【００８４】
図４および図６に示すように、以上説明したような構成の光スキャナー４０は、非駆動状態（コイル４７に電圧が印加されていない状態）にて、光反射部４１４がＸ’Ｙ’平面に対して垂直となるように筐体９内に配置されている。言い換えると、光スキャナー４０は、非駆動状態において、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２を含む平面がＸ’Ｙ’平面と直交する（軸Ｊ３が面Ｆ内に位置する）ように筐体９内に配置されている。ここで、前述したように、光スキャナー４０は、第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２を含む平面の面内方向の大きさが小さく抑えられているため、このような配置とすることにより、画像表示ユニット１０（筐体９）の小型化（薄型化）を図ることができる。なお、光スキャナー４０は、軸Ｊ３方向の厚さがそれほど薄くないが、画像表示ユニット１０では、軸Ｊ３が面Ｆ内に位置するように配置されているため、それに伴う装置の大型化が最低限に抑えられている。
【００８５】
また、プリズム３を通過した描画用レーザー光ＬＬは、軸Ｊ３に対して傾斜した方向から光反射部４１４に入射する。光スキャナー４０の非駆動状態において、軸Ｊ３と光反射部４１４に入射する描画用レーザー光ＬＬとのなす角としては、特に限定されないが、３０°以上、６０°以下程度であるのが好ましい。
このように、軸Ｊ３（光反射面４１４ａの法線）に対して傾斜した方向から描画用レーザー光ＬＬを光反射部４１４に入射することにより、光スキャナー４０で走査された描画用レーザー光ＬＬを、他の部材（例えばプリズム３）と干渉することなく筐体９の外部に出射させることができる。そのため、光スキャナー４０によって走査された描画用レーザー光ＬＬの光路を変更する平面ミラーやプリズム等の設置が必要ないため、画像表示ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００８６】
光スキャナー４０は、第１の軸Ｊ１（軸部４２１、４２２）がＸ’Ｙ’平面の面内方向と平行となり（面Ｆと一致し）、第２の軸Ｊ２（軸部４４１、４４２、４４３、４４４）がＺ’軸と平行となるように配置されている。ここで、光スキャナー４０では、共振駆動である第１の軸Ｊ１周りの可動部４１の振幅（揺動角）が、非共振駆動である第２の軸Ｊ２周りの可動部４１の振幅よりも大きい。このように、光スキャナー４０は、Ｘ’Ｙ’平面の面内方向の可動部４１の振幅よりも、Ｚ’軸方向の振幅の可動部４１の振幅の方が大きくなるように配置されている。このような配置とすることにより、次のような効果を発揮することができる。
前述したように、描画用レーザー光ＬＬは、軸Ｊ３に対して傾斜した方向から光反射部４１４に入射するため、光反射部４１４によって２次元走査された描画用レーザー光ＬＬからなる走査光がその横断面に沿った仮想スクリーンに描画可能な描画可能領域Ｓの形状は、正確な長方形とはならずに歪んでしまう。
【００８７】
本実施形態のように、第１の軸Ｊ１周りの可動部４１の振幅（揺動角）が第２の軸Ｊ２周りの可動部４１の振幅よりも大きい光スキャナー４０を、第１の軸Ｊ１がＸ’Ｙ’平面の面内方向に平行となるとともに第２の軸Ｊ２がＺ’軸に平行となるように配置した場合、描画可能領域Ｓの形状は、図１１（ａ）に示すように、歪みが小さくなる。
これに対し、第１の軸Ｊ１周りの可動部４１の振幅（揺動角）が第２の軸Ｊ２周りの可動部４１の振幅よりも大きい光スキャナー４０を、第２の軸Ｊ２がＸ’Ｙ’平面の面内方向に平行となるとともに第１の軸Ｊ１がＺ’軸に平行となるように配置した場合、描画可能領域Ｓの形状は、図１１（ｂ）に示すように、歪みが大きくなる。
【００８８】
このようなことから、図１１（ａ）に示す描画可能領域Ｓの方が図１１（ｂ）に示す描画可能領域Ｓよりも、描画可能領域Ｓ内に確保できる矩形状の有効描画領域（実際に描画用レーザー光ＬＬを照射して画像を表示させる領域）Ｓ’の面積を大きくすることができる。したがって、図１１（ａ）に示す描画可能領域Ｓの方が図１１（ｂ）に示す描画可能領域Ｓよりも、描画に有効利用できる面積が大きいため、より効率的かつ大きな画像を描画することができる。
【００８９】
なお、光スキャナー４０の配置は、第１の軸Ｊ１がＸ’Ｙ’平面の面内方向に平行となるとともに第２の軸Ｊ２がＺ’軸に平行となるような配置が好ましいが、第２の軸Ｊ２がＸ’Ｙ’平面の面内方向に平行となるとともに第１の軸Ｊ１がＺ’軸に平行となるような配置であってもよい。この場合、第２の軸Ｊ２周りの可動部４１の振幅（揺動角）を第１の軸Ｊ１周りの可動部４１の振幅よりも大きくすると、図１１（ａ）に示すような描画可能領域Ｓを実現することができる。
【００９０】
（検出部）
図４に示す検出部５は、描画用レーザー光ＬＬ（各レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ）の強度を検知する機能を有している。このような検出部５は、筐体９内に設けられたフォトダイオード等の受光素子５１を有している。前述したプリズム３の入射面３１は、各レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを僅かに反射するように構成されており（例えば０．１％程度の反射率）、その反射光の光路上に受光素子５１が位置している。受光素子５１からは、受光した反射光の強度に応じた大きさの信号（電圧）が出力され、この信号に基づいて、各レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの強度を検出することができる。
【００９１】
検出した各レーザー光ＲＲ、ＢＢ、ＧＧの強度に関する情報は、制御部６に送られ、受信した情報に基づいて、制御部６がレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの駆動を制御する。
具体的には、予め、コリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの各レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの反射率および透過率と、入射面３１の各レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢの反射率を測定し、これらの情報を制御部６の図示しないメモリーに記憶させておく。
【００９２】
次に、例えば、画像の描画を開始する前に、制御部６から所定の大きさ（電圧）の駆動信号を駆動回路に送信し、レーザー光源２１Ｒからレーザー光ＲＲを出射する。そのレーザー光ＲＲの一部がプリズム３の入射面３１で反射し、この反射光を受光素子５１が受光し、反射光の強度が検出される。そして、前記メモリーに記憶された各部のレーザー光ＲＲの反射率に基づいて、レーザー光源２１Ｒから出射されたレーザー光ＲＲの実際の強度を求める。これにより、レーザー光ＲＲの強度と駆動信号の大きさ（電圧値）との関係が求められ、所定強度のレーザー光ＲＲを出射するために必要な駆動信号の大きさが明らかとなる。
【００９３】
このような関係は、前記メモリーに記憶される。そして、画像を描画する際には、この関係に基づいて、レーザー光源２１Ｒから所望強度のレーザー光ＲＲが出射されるように、制御部６が所望の駆動信号を駆動回路に送信する。レーザー光ＧＧ、ＢＢについても同様にして、レーザー光ＧＧ、ＢＢの強度と駆動信号の大きさとの関係を求め、求めた関係に基づいて、レーザー光源２１Ｇ、２１Ｂから所望強度のレーザー光ＧＧ、ＢＢが出射されるように、制御部６が所望の駆動信号を駆動回路に送信する。
これにより、所望の色および輝度の描画用レーザー光ＬＬを生成することができ、画像表示特性が向上する。
【００９４】
なお、前述では、画像の描画を開始する前に、レーザー光ＲＲの強度と駆動信号の大きさ（電圧値）との関係を得る場合について説明したが、このような関係を得るタイミングは、これに限定されず、例えば、画像を描画している最中であってもよい。前述したように、描画用レーザー光ＬＬは、描画可能領域Ｓ内の有効描画領域Ｓ’に照射され、その他の部分（非描画領域Ｓ”）には照射されない。そのため、画像を描画している最中であって、可動部４１（光反射部４１４）が非描画領域Ｓ”に向き、描画用レーザー光ＬＬが出射されていないときに、上述のようにしてレーザー光ＲＲの強度と駆動信号の大きさ（電圧値）との関係を得てもよい。
【００９５】
（制御部）
図４に示す制御部６は、描画用光源ユニット２および光走査部４の作動を制御する機能を有している。具体的には、制御部６は、光スキャナー４０を駆動して可動部４１を第１の軸Ｊ１および第２の軸Ｊ２周りに揺動させるとともに、その可動部４１の揺動に同期させて描画用光源ユニット２から描画用レーザー光ＬＬを出射させる。制御部６は、例えば外部コンピューターから送信された画像データに基づいて、各レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから所定強度のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを所定のタイミングで出射させ、所定色および強度（輝度）の描画用レーザー光ＬＬを所定タイミングで出射させる。これにより、画像データに応じた画像を表示することができる。
【００９６】
（筐体）
筐体９は、図３に示すように、フレーム７に支持され、かつ、図４に示すように、描画用光源ユニット２、プリズム３、光走査部４、検出部５および制御部６を収納している。これにより、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４等を保護することができる。また、筐体９またはこれに固定的に設けられた部材によりレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４等の位置関係を安定的に固定することができる。さらに、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４等を筐体９とともにユニット化し、フレーム７に対して着脱可能とすることもできる。なお、制御部６は、本実施形態のように筐体９内に収容されていてもよいし、制御部６は筐体９の外側に設けられていてもよい。
【００９７】
本実施形態では、筐体９は、フレーム７の一方のテンプル部７３に支持されている。すなわち、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４は、テンプル部７３に搭載されている。これにより、簡単な構成で、画像表示ユニット１０から出射された走査光を反射部材８１で反射して一方の眼ＥＹに導くことができる。そのため、眼鏡型の画像表示装置１の小型化を図ることができる。
【００９８】
また、筐体９は、フレーム７に対して回動可能である。具体的には、筐体９は、図２（ａ）および図３に示すように、筐体９側に設けられた第１部材９２と、フレーム７側に設けられた第２部材７９と、第１部材９２および第２部材７９を貫通するピン９３とで構成されたヒンジによりフレーム７に対して回動可能となっている。これにより、光走査部４で走査された光（走査光）が投影される位置を調整することができる。
【００９９】
かかるヒンジは、例えばトルクヒンジであって、フレーム７に対する筐体９の回動角度（前述した角度α）を任意の位置で保持可能となっている。また、本実施形態では、ピン９３がＺ’軸方向に第１部材９２および第２部材７９を貫通していて、筐体９をフレーム７に対してＺ’軸に平行な軸線周りに回動可能となっている。したがって、前述した角度αを任意に変更することができる。
【０１００】
なお、フレーム７に対する筐体９の回動中心軸は、反射部材８１と筐体９との位置関係や走査光の投影位置を調整する必要の程度等に応じて決められるものであり、Ｚ’軸に対して傾斜していてもよし、Ｙ’軸またはＺ’軸に対して平行または傾斜していてもよい。また、筐体９をフレーム７に対して回動可能とする構成としては、図示のものに限定されず、例えば、公知の各種ヒンジを用いることができる。また、反射部材８１および筐体９の相対的な位置および姿勢の関係を維持しながら、反射部材８１および筐体９を一体としてフレーム７に対して移動または回動させるように構成してもよい。
【０１０１】
筐体９は、面Ｆに沿った扁平形状をなしている。すなわち、筐体９は、Ｘ’Ｙ’平面に沿って広がりを有し、Ｚ’軸方向に高さを有する。この筐体９内には、描画用光源ユニット２、プリズム３、光走査部４および検出部５がＸ’Ｙ’平面に沿って並んで配置および収容されている。これにより、薄型化が図られた筐体９内にレーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４等を収納することができる。
本実施形態の筐体９は、その厚さ方向から見た平面視にて、略矩形の外形形状をなしている。また、筐体９には、例えば透明な部材（ガラス、プラスチック等）で構成された窓部９１が設けられており、この窓部９１を介して、光走査部４によって走査された描画用レーザー光ＬＬ（走査光）が筐体９の外へ出射される。
【０１０２】
以上、画像表示ユニット１０の構成について詳細に説明した。
このような画像表示ユニット１０では、各部材、すなわち、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、コリメーターレンズ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、ダイクロイックミラー２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、プリズム３、光スキャナー４０および受光素子５１が、Ｘ’Ｙ’平面方向に平面的（同一の仮想平面内）に配置されている。そして、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射されたレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ、および、これらが合成された描画用レーザー光ＬＬの光軸は、それぞれ、光スキャナー４０へ入射するまでＸ’Ｙ’平面と平行な同一の仮想平面（面Ｆ）上に位置している。すなわち、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射されたレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢが光走査部４に入射されるまでの光路が同一の面Ｆ（仮想平面）上に設けられている。これにより、レーザー光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、光合成部２３および光走査部４を含む構造体（画像表示ユニット１０）の薄型化を図ることができる。
【０１０３】
ここで、光反射面４１４ａが、面Ｆに直交するように配置されている。また、画像表示ユニット１０は、プリズム３によって、面Ｆ内で描画用レーザー光ＬＬの光軸を傾けているため、各構成部材（特に光スキャナー４０）の配置を平面的に行うことができる。そのため、画像表示ユニット１０の各構成部材のアライメントを平面的なものとすることができ、画像表示ユニット１０の組立性を優れたものにすることができる。さらに、画像表示ユニット１０は、プリズム３によって描画用レーザー光ＬＬの整形を行っているため、優れた画像表示特性を発揮することができる。また、部品点数の削減を図り、それに伴って小型化を図ることができる。
【０１０４】
特に、面Ｆは、フレーム７が頭部Ｈに装着されている際に、頭部Ｈの上下方向（すなわちＺ軸方向）に沿っている。より具体的には、面Ｆは、使用時の頭部Ｈの側面または前面に沿っている。これにより、前述したように薄型化された画像表示ユニット１０をフレーム７の厚さ方向に垂直な方向に沿って配置することができる。その結果、画像表示装置１全体の小型化を図ることができる。
【０１０５】
以上、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、光スキャナーの枠体部を可動部の基部よりも図８中下側へ厚く形成し、枠体部の下面に永久磁石を固定する構成について説明したが、枠体部の構成は、これに限定されず、例えば、枠体部を基部と同じ厚さに形成してもよい。この場合には、枠体部の下面に固定された永久磁石への基部の接触を避けるために、永久磁石の上面に凹部（逃げ部）を形成すればよい。
【０１０６】
また、前述した実施形態では、画像表示ユニット（光源、光合成部および光走査部）を使用時の観察者の頭部の側面に沿うように設ける場合を例に説明したが、画像表示ユニットを使用時の観察者の頭部の前面に沿うように設けてもよい。この場合、画像表示ユニットは、使用時の観察者の眼に対して上方または下方に位置するように配置してもよいし、使用時の観察者の両目の間に位置するように配置してもよい。
【０１０７】
また、前述した実施形態では、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイに本発明を適用した例を説明したが、本発明の画像表示装置は、これに限定されず、ヘルメット型、ヘッドセット型等の他の頭部装着型の画像表示装置に適用可能である。また、本発明の画像表示装置は、観察者の眼に虚像として画像を表示するものであれば、頭部に装着するフレームを備えるものでなくてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１‥‥画像表示装置  ２‥‥描画用光源ユニット  ３‥‥プリズム  ４‥‥光走査部  ５‥‥検出部  ６‥‥制御部  ７‥‥フレーム  ９‥‥筐体  １０‥‥画像表示ユニット  ２１Ｂ‥‥レーザー光源  ２１Ｇ‥‥レーザー光源  ２１Ｒ‥‥レーザー光源  ２２Ｒ‥‥コリメーターレンズ  ２２Ｇ‥‥コリメーターレンズ  ２２Ｂ‥‥コリメーターレンズ  ２３‥‥光合成部  ２３Ｂ‥‥ダイクロイックミラー  ２３Ｇ‥‥ダイクロイックミラー  ２３Ｒ‥‥ダイクロイックミラー  ３１‥‥入射面  ３２‥‥出射面  ４０‥‥光スキャナー  ４１‥‥可動部  ４３‥‥枠体部  ４５‥‥支持部  ４６‥‥永久磁石  ４７‥‥コイル  ４８‥‥磁心  ４９‥‥電圧印加部  ５１‥‥受光素子  ７１‥‥ノーズパッド部  ７２‥‥フロント部  ７３‥‥テンプル部  ７４‥‥モダン部  ７５‥‥リム部  ７６‥‥ブリッジ部  ７９‥‥第２部材  ８１‥‥反射部材  ８２‥‥透明部材  ９１‥‥窓部  ９２‥‥第１部材  ９３‥‥ピン  ４１１‥‥基部  ４１２‥‥スペーサー  ４１３‥‥光反射板  ４１４‥‥光反射部  ４１４ａ‥‥光反射面  ４１５‥‥硬質層  ４２１‥‥軸部  ４２２‥‥軸部  ４４１‥‥軸部  ４４２‥‥軸部  ４４３‥‥軸部  ４４４‥‥軸部  ４９１‥‥第１の電圧発生部  ４９２‥‥第２の電圧発生部  ４９３‥‥電圧重畳部  ４９３ａ‥‥加算器  ＥＡ‥‥耳  ＥＹ‥‥眼  Ｆ‥‥面  Ｈ‥‥頭部  Ｊ１‥‥第１の軸  Ｊ２‥‥第２の軸  Ｊ３‥‥軸  ＬＬ‥‥描画用レーザー光  ＮＳ‥‥鼻  ＲＲ‥‥レーザー光  ＧＧ‥‥レーザー光  ＢＢ‥‥レーザー光  Ｓ‥‥描画可能領域  Ｓ’‥‥有効描画領域  Ｓ”‥‥非描画領域  Ｔ１‥‥周期  Ｔ２‥‥周期  Ｖ１‥‥第１の電圧  Ｖ２‥‥第２の電圧  α‥‥角度  θ‥‥傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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