(57)【要約】【課題】  画像光の波長とはかかわりなく、当該画像光を複数の画像光として瞳拡大し得るようにした画像表示装置及びその板状反射素子を提供する。【解決手段】  左右両側板状反射素子Ａは、３枚の部分反射膜１２、２２、２３を備えており、各部分反射膜は、入射画像光の一部を反射するとともにその残部を透過させる。このように形成された左右両側板状反射素子Ａをリレー光学系２３０から入射する画像光が当該左右両側板状反射素子Ａにより左右眼Ｉに向けて３本の反射画像光として反射されるように配置する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状の画像に対応する画像光を出射する画像光出射手段と、
この画像光出射手段から前記画像光が入射される反射素子とを備えて、
この反射素子は、
前記画像光出射手段の光軸の方向に前記画像光の出射側へ順次間隔をおくとともに前記光軸に対し傾斜しかつ互いに並行な複数の反射面を有し、
当該複数の反射面のうち前記画像光出射手段から最も離れて位置する最後の反射面を除く残りの反射面を、部分反射面として形成して、
前記画像光の一部を前記部分反射面により反射画像光として反射し、当該部分反射面を透過する前記画像光の残りを前記最後の反射面により前記部分反射面を通し反射画像光として反射するようにした画像表示装置。
【請求項２】
前記画像光出射手段は、
前記２次元の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段と、
この光束出射手段から出射される前記光束を２次元状に走査して、走査光束を前記反射素子側へ出射する走査手段とを備えて、
前記反射素子は、前記走査手段よりも後段に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像光表示装置。
【請求項３】
前記画像光出射手段は、
前記２次元状の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段と、
この光束出射手段から出射される前記光束を２次元状に走査して、走査光束を前記反射素子側へ出射する走査手段と、
この走査手段と前記反射素子との間に配置されて前記走査光束の光路を変更し前記画像光として前記反射素子に入射させるリレー光学手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像光出射手段は、
前記２次元状の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段と、
この光束出射手段から出射される前記光束を２次元状に走査して、走査光束を前記画像光として前記反射素子に入射させる走査手段と、
前記反射素子の反射側に配置されて当該反射素子からの前記各反射画像光の光路を変更して出射するリレー光学手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記リレー光学手段は、
その出射段において光軸方向に変位可能な集光素子を備えて、
前記各反射画像光の集光位置を前記集光素子の位置変位に応じて調整し、各集光位置調整反射画像光を出射することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記反射素子は、前記複数の反射面にて、前記各反射画像光を水平方向に並べて平行に反射するように傾斜していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記反射素子は、前記各反射画像光の光強度を等しくするために、前記複数の反射面のうち、当該複数の反射面への前記画像光の入射方向下流側に位置する反射面程、大きな反射率を有するように設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記反射素子は、前記複数の反射面にて、それぞれ、金属膜でもって形成されており、
前記各金属膜は、その膜厚にて、前記複数の反射面の各々の前記設定反射率を有するように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記反射素子は、前記複数の反射面にて、それぞれ、高屈折率及び低屈折率の各誘電体材料を交互に所定積層数だけ積層してなる誘電体多層膜でもって形成されており、
前記各誘電体多層膜は、その膜厚及び所定積層数にて、前記複数の反射面の前記各設定反射率を有するように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記反射素子は、前記各反射画像光の波長の１／４以下の値の面粗さ及び１（分）以下の平行度を有するように、前記複数の反射面を形成してなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記反射素子は、前記最後の反射面にて、その入射画像光の一部を前記反射画像光として反射し前記入射画像光の残りを透過させる部分反射面として形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記反射素子は、前記最後の反射面にて、その入射画像光の全てを前記反射画像光として反射する全反射面として形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記反射素子は、
前記複数の反射面における前記部分反射面として、１つの部分反射面を備えて、
この１つの部分反射面においてその入射画像光の一部を反射画像光として反射し、当該１つの部分反射面を透過する前記入射画像光の残りを前記最後の反射面にて反射画像光として前記１つの部分反射面を通し反射するようにしたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記反射素子は、互いに平行な表面及び裏面を有する１つの反射板で構成されており、
この１つの反射板は、その表面及び裏面にて、それぞれ、前記部分反射面及び前記最後の反射面を構成することを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記反射板は、その板厚にて、前記反射素子への入射画像光の径に基づき、前記各反射画像光のうちの隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記反射素子は、
前記複数の反射面における前記部分反射面として、２つの部分反射面を備えて、
この２つの部分反射面のうちの一方の部分反射面によりその入射画像光の一部を反射画像光として反射し、前記入射画像光のうち当該一方の部分反射面を透過する部分を他方の部分反射面により前記一方の部分反射面を通し反射画像光として反射し、前記入射画像光のうち前記他方の部分反射面を透過する部分を前記最後の反射面により前記他方の部分反射面及び前記一方の部分反射面を通し反射画像光として反射するようにしたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記反射素子は、第１反射板とこの第１反射板に貼り合わせる第２反射板とを有しており、
当該第１反射板の表面は部分反射面であり、
前記第１及び第２の反射板の両貼り合わせ面のうちの一方の面は、部分反射面であり、
前記第２反射板の裏面は前記最後の反射面を構成するようにしたことを特徴とする請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記反射素子は、前記一方の面と前記第１及び第２の反射板の両貼り合わせ面のうちの他方の面との間に、当該第１及び第２の反射板と同一の屈折率を有する透明の接着材料でもって形成された接着層を設けてなることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２の反射板は、共に、同一の材料でもって同一の板厚を有するように形成されており、
前記同一の板厚は、前記反射素子への入射画像光の径に基づき、前記各反射画像光のうちの各両隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように設定されていることを特徴とする請求項１７或いは１８に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記反射板は、透明なガラス材料或いは合成樹脂材料でもって形成されていることを特徴とする請求項１４、１５、１７、１８及び１９のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項２１】
画像表示装置に設けられる板状反射素子において、
入射画像光の一部を反射画像光として反射し前記入射画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面を表面として有し、かつ、この表面に平行に設けられて前記透過画像光の少なくとも一部を前記表面を通し反射画像光として反射する反射面を裏面として有すべく、１つの反射板でもって構成されて、前記各反射画像光の光強度を実質的に等しくするように、前記入射画像光の径に基づき、前記裏面の反射率を、前記表面の反射率よりも大きく設定してあることを特徴とする画像表示装置用板状反射素子。
【請求項２２】
画像表示装置に設けられる板状反射素子において、
第１反射板と、
この第１反射板に貼り合わされて当該第１反射板と実質的に同一の屈折率を有する材料でもって前記第１反射板と実質的に同一の板厚にて形成してなる第２反射板と、
前記第１及び第２の反射板と実質的に同一の屈折率を有する透明の接着材料でもって前記第１及び第２の反射板の間に形成されて当該第１及び第２の反射板を相互に接着する接着層とを備えて、
前記第１反射板の表面は、その入射画像光の一部を反射画像光として反射し当該画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面として形成され、
前記第１反射板の裏面及び前記第２反射板の表面のうちの一方の面は、前記透過画像光の一部を反射画像光として反射し前記透過画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面として形成され、
前記第２反射板の裏面は、前記一方の面からの透過画像光の少なくとも一部を反射画像光として反射する反射面として形成されており、
前記各反射画像光の光強度を実質的に等しくするように、前記入射画像光の径に基づき、前記第１反射板の表面の前記部分反射面として反射率、前記一方の面の前記部分反射面としての反射率及び前記第２反射板の裏面の前記反射面としての反射率が、前記第１反射板の表面、前記一方の面及び前記第２反射板の裏面の順序にて、順次大きく設定されていることを特徴とする画像表示装置用板状反射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその板状反射素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像表示装置では、下記特許文献１に開示された画像表示装置がある。この画像表示装置においては、回折格子を採用して、当該回折格子に入射する入射画像光を複数の画像光に分光して、瞳の数を増加させて瞳を拡大するようになっている。
【特許文献１】米国特許５７０１１３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような画像表示装置では、回折格子が波長選択性を有する。このため、回折格子に入射する画像光の波長が複数からなる場合、当該複数の波長の画像光のうち特定の波長の画像光は回折格子によって瞳拡大され得る。
【０００４】
しかし、上記複数の波長の画像光のうち上記特定の波長以外の波長の画像光は、上記特定の波長の画像光との間に位置ずれを生じ、回折格子によっては瞳拡大し得ない。
【０００５】
従って、上記複数の波長の画像光のすべてを回折格子でもって瞳拡大することはできないという不具合を招く。
【０００６】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、画像光の波長とはかかわりなく、当該画像光を複数の画像光として瞳拡大し得るようにした画像表示装置及びその板状反射素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決にあたり、本発明に係る画像表示装置は、請求項１の記載によれば、
２次元状の画像に対応する画像光を出射する画像光出射手段（Ｂ、Ｃ）と、
この画像光出射手段から画像光が入射される反射素子（Ａ）とを備えている。
【０００８】
ここで、当該反射素子は、
画像光出射手段の光軸（Ｌ）の方向に上記画像光の出射側へ順次間隔をおくとともに上記光軸に対し傾斜しかつ互いに並行な複数の反射面（１２、１３、２２、２３）を有し、
当該複数の反射面のうち画像光出射手段から最も離れて位置する最後の反射面（１３、２３）を除く残りの反射面（１２、２２）を、部分反射面として形成して、
上記画像光の一部を上記部分反射面により反射画像光（Ｒ1、Ｒ2）として反射し、当該部分反射面を透過する上記画像光の残りを上記最後の反射面により上記部分反射面を通し反射画像光（Ｒ3）として反射する。
【０００９】
このように、反射素子は、上述のような構成の複数の反射面を有することで、画像光出射手段からの入射画像光を複数の反射画像光として反射する。
【００１０】
従って、反射素子が上記複数の反射画像光を観察者の眼に向けて反射するようにすれば、観察者の眼の位置がずれても、上記複数の反射画像光のいずれかが観察者の眼の瞳孔に入射されて適正に結像され得る。
【００１１】
換言すれば、反射素子が、上記入射画像光を上記複数の反射画像光として反射することで、観察者の眼の瞳孔に対する入射画像光の瞳の数が上記反射画像光の数だけ増大され、その結果、観察者の眼の瞳孔に対する入射画像光の瞳が拡大されて当該観察者の眼の位置の自由度を高め得る。
【００１２】
また、反射素子が上記構成の複数の反射面を有することで、上述の作用効果が、上記画像光の波長とはかかわりなく、良好に達成され得る。
【００１３】
また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の画像光表示装置において、
画像光出射手段は、
上記２次元の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段（Ｂ）と、
この光束出射手段から出射される光束を２次元状に走査して、走査光束を反射素子側へ出射する走査手段（Ｃ）とを備えて、
当該反射素子は、走査手段よりも後段に配置されることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、走査手段が反射素子の入射側に存在することとなるため、反射素子による複数の反射画像光が走査手段の走査面を拡大することを防ぐ。その結果、当該走査面の外形形状がコンパクトに構成され得る。
【００１５】
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１に記載の画像表示装置において、
画像光出射手段は、
２次元状の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段（Ｂ）と、
この光束出射手段から出射される光束を２次元状に走査して、走査光束を反射素子側へ出射する走査手段（Ｃ）と、
この走査手段と反射素子との間に配置されて上記走査光束の光路を変更し上記画像光として反射素子に入射させるリレー光学手段（２３０）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
このように、画像光出射手段は、上述のように構成した光束出射手段、走査手段及びリレー光学手段を備えることで、走査手段から出射される走査光束を、リレー光学手段を通して反射素子に入射する。
【００１７】
ここで、リレー光学手段が、走査光束を、広がらないように光路変更するようになっておれば、反射素子でもってリレー光学手段からの出射光束を上記複数の反射画像光として反射するにあたり、当該反射素子はその外形形状にてコンパクトに構成され得る。
【００１８】
また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１に記載の画像表示装置において、
画像光出射手段は、
２次元状の画像に対応する画像光を光束として出射する光束出射手段（Ｂ）と、
この光束出射手段から出射される光束を２次元状に走査して、走査光束を上記画像光として反射素子に入射させる走査手段（Ｃ）と、
反射素子の反射側に配置されて当該反射素子からの上記各反射画像光の光路を変更して出射するリレー光学手段（２３０）とを備えることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、走査手段から反射素子への走査光束の入射距離が短ければ、走査光束の広がりを少なくすることができ、その結果、請求項３に記載の発明と実質的に同様の作用効果が達成され得る。
【００２０】
また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項４に記載の画像表示装置において、
リレー光学手段は、
その出射段において光軸方向に変位可能な集光素子（２３１、２３２）を備えて、
上記各反射画像光の集光位置を集光素子の位置変位に応じて調整し、各集光位置調整反射画像光を出射することを特徴とする。
【００２１】
このように、リレー光学手段の出射段における集光素子をその光軸方向に変位可能とすることで、リレー光学手段の出射画像光の集光位置を、集光素子の位置の調整でもって調整するようにした。これにより、リレー光学手段の出射画像光が観察者の眼にその好みに応じた結像位置に入射結像され得る。その結果、請求項４に記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。
【００２２】
また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置において、反射素子は、上記複数の反射面にて、上記各反射画像光を水平方向に並べて平行に反射するように傾斜している。
【００２３】
このように、各反射画像光は、観察者の眼に対して水平方向或いは垂直方向に並べて平行に反射されるので、水平方向或いは垂直方向にずれやすい眼の瞳孔の動きや眼幅の相違に影響されることなく、請求項１〜５のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。
【００２４】
また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記各反射画像光の光強度（Ｉｎ1、Ｉｎ2、Ｉｎ3）を等しくするために、上記複数の反射面のうち、当該複数の反射面への上記画像光の入射方向下流側に位置する反射面程、大きな反射率（ρ1、ρ2、ρ3）を有するように設定されていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、反射素子からの複数の反射画像光のうちどの反射画像光が観察者の網膜にて結像されても、当該結像の明るさを実質的に一定に維持しつつ、請求項１〜６のいずれか１つ記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００２６】
また、本発明は、請求項８の記載によれば、請求項７に記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記複数の反射面にて、それぞれ、金属膜でもって形成されており、
各金属膜は、その膜厚にて、上記複数の反射面の各々の上記設定反射率を有するように設定されていることを特徴とする。
【００２７】
このように、反射素子の複数の反射面が、それぞれ、上記各設定反射率のうちの対応の設定反射率を有するように設定した膜厚の金属膜でもって形成されている。従って、複数の反射面の各反射率が、画像光の波長に依存することなく、より一層良好に設定され得る。その結果、請求項７に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００２８】
また、本発明は、請求項９の記載によれば、請求項７に記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記複数の反射面にて、それぞれ、高屈折率及び低屈折率の各誘電体材料を交互に所定積層数だけ積層してなる誘電体多層膜でもって形成されており、
当該各誘電体多層膜は、その膜厚及び所定積層数にて、上記複数の反射面の各設定反射率を有するように設定されていることを特徴とする。
【００２９】
このように、反射素子の複数の反射面を、それぞれ、誘電体多層膜でもって形成し、複数の反射面の各反射率を、対応の各誘電体多層膜の膜厚及び積層数でもって設定することで、請求項８に記載の金属膜に比べ、より一層、光吸収による損失を低減しつつ、請求項７に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００３０】
また、本発明は、請求項１０の記載によれば、請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記各反射画像光の波長の１／４以下の値の面粗さ及び１（分）以下の平行度を有するように、上記複数の反射面を形成してなることを特徴とする。
【００３１】
これにより、反射素子により上記複数の反射面にて反射される各反射画像光は、互いに精度よく平行に維持され得る。その結果、請求項１〜９のいずれか１つに記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００３２】
また、本発明は、請求項１１の記載によれば、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記最後の反射面にて、その入射画像光の一部を上記反射画像光として反射し上記入射画像光の残りを透過させる部分反射面として形成されていることを特徴とする。
【００３３】
このように、上記最後の反射面を部分反射面として形成することで上記入射画像光を当該最後の反射面を部分的に透過させる。その結果、観察者が、その前方を、上記複数の反射面を通して視認し得るとともに、請求項１〜１０に記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００３４】
また、本発明は、請求項１２の記載によれば、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記最後の反射面にて、その入射画像光の全てを上記反射画像光として反射する全反射面として形成されていることを特徴とする。
【００３５】
このように上記最後の反射面を全反射面とすることで、上記複数の反射面への入射画像光の全てを実質的に上記複数の反射画像光として有効に利用し得る。その結果、当該複数の反射画像光の明るさをより一層良好に確保し得るとともに、請求項１〜１０に記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００３６】
また、本発明は、請求項１３の記載によれば、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、
上記複数の反射面における上記部分反射面として、１つの部分反射面を備えて、
この１つの部分反射面においてその入射画像光の一部を反射画像光として反射し、当該１つの部分反射面を透過する上記入射画像光の残りを上記最後の反射面にて反射画像光として上記１つの部分反射面を通し反射することを特徴とする。
【００３７】
このように、反射素子の複数の反射面における部分反射面を１つの部分反射面で構成しても、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発明と実質的に同様の作用効果を達成し得る。
【００３８】
また、本発明は、請求項１４の記載によれば、請求項１３に記載の画像表示装置において、
反射素子は、互いに平行な表面及び裏面を有する１つの反射板（１０、１０ｂ、２０）で構成されており、
この１つの反射板は、その表面及び裏面にて、それぞれ、上記部分反射面及び上記最後の反射面を構成することを特徴とする。
【００３９】
このように、反射素子を１つの反射板で構成することで、上記部分反射面及び上記最後の反射面の平行度を容易にかつ適正に確保し得る。
【００４０】
また、本発明は、請求項１５の記載によれば、請求項１４に記載の画像表示装置において、
反射板は、その板厚（ｔ）にて、反射素子への入射画像光の径に基づき、上記各反射画像光のうちの隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように設定されていることを特徴とする。
【００４１】
このように隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように反射板の板厚を設定することで、各反射画像光が互いに連続した状態にて観察者の眼の瞳孔に入射し得る。その結果、観察者の眼の瞳孔に位置ずれを生じても、この位置ずれとはかかわりなく、上記各反射画像光の少なくとも１つを観察者の眼の網膜に確実に結像させ得るとともに、請求項１４に記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００４２】
また、本発明は、請求項１６の記載によれば、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の画像表示装置において、
反射素子は、
上記複数の反射面における部分反射面として、２つの部分反射面を備えて、
この２つの部分反射面のうちの一方の部分反射面によりその入射画像光の一部を反射画像光として反射し、上記入射画像光のうち当該一方の部分反射面を透過する部分を他方の部分反射面により当該一方の部分反射面を通し反射画像光として反射し、上記入射画像光のうち上記他方の部分反射面を透過する部分を上記最後の反射面により上記他方の部分反射面及び一方の部分反射面を通し反射画像光として反射するようにしたことを特徴とする。
【００４３】
このように反射素子の複数の反射面が２つの部分反射面を備えるようにしても、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発明と同様の作用効果を達成し得る。
【００４４】
また、本発明は、請求項１７の記載によれば、請求項１６に記載の画像表示装置において、
反射素子は、第１反射板（１０）とこの第１反射板に貼り合わせる第２反射板（２０）とを有しており、
当該第１反射板の表面は部分反射面（１２）であり、
第１及び第２の反射板の両貼り合わせ面のうちの一方の面は、部分反射面（２２）であり、
上記第２反射板の裏面は最後の反射面（２３）を構成するようにしたことを特徴とする。
【００４５】
このように、反射素子を２つの反射板で構成することで、請求項１６に記載の発明の作用効果をより一層具体的に達成し得る。
【００４６】
また、本発明は、請求項１８の記載によれば、請求項１７に記載の画像表示装置において、
反射素子は、上記一方の面と第１及び第２の反射板の両貼り合わせ面のうちの他方の面との間に、当該第１及び第２の反射板と同一の屈折率を有する透明の接着材料でもって形成された接着層（１０ａ）を設けてなることを特徴とする。
【００４７】
このように、第１及び第２の反射板と同一の屈折率を有する透明の接着材料からなる接着層が、上記一方の面と上記他方の面との間に形成されているので、第１反射板からの光は、当該接着層でもって屈折されることなく、第２反射板に入射する。その結果、請求項１７に記載の発明の作用効果がより一層確実に達成され得る。
【００４８】
また、本発明は、請求項１９の記載によれば、請求項１７或いは１８に記載の画像表示装置において、
第１及び第２の反射板は、共に、同一の材料でもって同一の板厚（ｔ）を有するように形成されており、
上記同一の板厚は、反射素子への入射画像光の径に基づき、上記各反射画像光のうちの各両隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように設定されていることを特徴とする。
【００４９】
このように各隣接反射画像光同士を接触させるか或いは重なり合わせるように各反射板の板厚を設定することで、各反射画像光が互いに連続した状態にて観察者の眼の瞳孔に入射し得る。その結果、観察者の眼の瞳孔に位置ずれを生じても、この位置ずれとはかかわりなく、上記各反射画像光の少なくとも１つを観察者の眼の網膜に確実に結像させ得るとともに、請求項１７或いは１８に記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００５０】
また、本発明は、請求項２０の記載によれば、請求項１４、１５、１７、１８及び１９のいずれか１つに記載の画像表示装置において、反射板は、透明なガラス材料或いは合成樹脂材料でもって形成されていることを特徴とする。
【００５１】
このように反射板を透明なガラス材料或いは合成樹脂材料でもって形成することで、反射板に入射した画像光が、当該反射板の内部にて生じる光損失を低減しつつ、上記反射板の内部を透過し得る。その結果、反射板の内部における画像光の透過率を良好に確保しつつ、請求項１４、１５、１７、１８及び１９のいずれか１つに記載の発明の作用効果を達成し得る。
【００５２】
また、本発明に係る画像表示装置用板状反射素子は、請求項２１の記載によれば、
画像表示装置に設けられる板状反射素子（Ａ）において、
入射画像光の一部を反射画像光として反射し上記入射画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面（１２）を表面として有し、かつ、この表面に平行に設けられて上記透過画像光の少なくとも一部を上記表面を通し反射画像光として反射する反射面（１３）を裏面として有すべく、１つの反射板（１０ｂ）でもって構成されて、各反射画像光の光強度を実質的に等しくするように、上記入射画像光の径に基づき、上記裏面の反射率を、上記表面の反射率よりも大きく設定してあることを特徴とする。
【００５３】
このように、板状反射素子を、上述のような表面及び裏面並びにこれら表面及び裏面の各反射率を有する１つの反射板でもって構成することで、本発明に係る画像表示装置に採用するに適した反射素子の提供が可能となる。
【００５４】
また、本発明に係る画像表示装置用板状反射素子は、請求項２２の記載によれば、
画像表示装置に設けられる板状反射素子（Ａ）において、
第１反射板（１０）と、
この第１反射板に貼り合わされて第１反射板と実質的に同一の屈折率を有する材料でもって当該第１反射板と実質的に同一の板厚（ｔ）にて形成してなる第２反射板（２０）と、
第１及び第２の反射板と実質的に同一の屈折率を有する透明の接着材料でもって当該第１及び第２の反射板の間に形成されて当該第１及び第２の反射板を相互に接着する接着層（１０ａ）とを備えて、
第１反射板の表面は、その入射画像光の一部を反射画像光として反射し当該画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面（１２）として形成され、
第１反射板の裏面及び第２反射板の表面のうちの一方の面は、上記透過画像光の一部を反射画像光として反射し上記透過画像光の残りを透過画像光として透過させる部分反射面（２２）として形成され、
第２反射板の裏面は、上記一方の面からの透過画像光の少なくとも一部を反射画像光として反射する反射面（２３）として形成されており、
各反射画像光の光強度（Ｉｎ1、Ｉｎ2、Ｉｎ3）を実質的に等しくするように、上記入射画像光の径に基づき、第１反射板の表面の上記部分反射面としての反射率（ρ1）、上記一方の面の上記部分反射面としての反射率（ρ2）及び第２反射板の裏面の上記反射面としての反射率（ρ3）が、第１反射板の表面、上記一方の面及び第２反射板の裏面の順序にて、順次大きく設定されていることを特徴とする。
【００５５】
このように、板状反射素子を、上述のような構成及び各反射率を有する２つの反射板とすることで、本発明に係る画像表示装置に採用するに適した反射素子の提供が可能となる。
【００５６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る画像表示装置の第１実施形態を示している。当該画像表示装置は、左右両側板状反射素子Ａと、左右両側装置本体Ｂと、左右両側光走査ユニットＣでもって構成されている。
【００５８】
当該左右両側板状反射素子Ａ、当該左右両側装置本体Ｂ及び左右両側光走査ユニットＣはそれぞれ左右同一の構成を有するから、以下、左側板状反射素子Ａ、左側装置本体Ｂ及び左側光走査ユニットＣを例にとりその構成について説明する。
【００５９】
左側板状反射素子Ａは、図２にて示すごとく、左側光走査ユニットＣと観察者の左眼Ｉとの双方に対向するように配置されており、この左側板状反射素子Ａは、図４にて拡大断面でもって示すごとく、反射板１０と、この反射板１０に接着層１０ａを介し接着してなる反射板２０とを備えている。
【００６０】
ここで、図３にて図示紙面が水平面内にあると仮定したとき、反射板１０は、上記水平面に対し垂直方向に立設して配置されており、この反射板１０は、図４にて示すごとく、透明板１１及び部分反射膜１２（以下、部分反射面１２ともいう）でもって構成されている。
【００６１】
当該反射板１０において、部分反射膜１２は、反射板１０の表面（表面１２ともいう）を構成しており、当該部分反射膜１２は、左側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０（後述する）と左眼Ｉの瞳孔Ｉａとの双方を臨むように配置されている。
【００６２】
この部分反射膜１２は、透明板１１のリレー光学系２３０側の面にその全体に沿い膜状に形成されており、当該部分反射膜１２は、リレー光学系２３０から出射される光束状の画像光の一部を反射画像光として反射するとともに、当該画像光の残りを透過させて透明板１１に入射させる。なお、本第１実施形態において、部分反射膜１２を含め、以下、部分反射膜とは、１００（％）未満の反射率を有する反射膜をいう。
【００６３】
本第１実施形態では、部分反射膜１２は、クロム又はアルミニウム等の金属膜でもって形成されている。但し、部分反射膜１２の膜厚は、当該部分反射膜１２への入射画像光をそのまま直進させて透過させる程度に薄い。
【００６４】
また、透明板１１は、ＢＫ７、合成石英、白板ガラス、青板ガラス等の透明なガラス材料或いは透明な合成樹脂材料でもって形成されており、この透明板１１は、部分反射膜１２から後述のように入射する画像光を接着層１０ａに向けて透過させる。
【００６５】
透明接着層１０ａは、透明板１１と同一の屈折率を有するＵＶ接着材料等の透明の接着材料を用いて、透明板１１の部分反射膜１２とは反対側の面に沿い形成されている。これにより、当該接着層１０ａは、反射板１０からの画像光を屈折させることなくそのまま直進させるように反射板２０へ透過させる役割を果たす。
【００６６】
反射板２０は、透明板２１、部分反射膜２２（以下、部分反射面２２ともいう）及び部分反射膜２３（以下、部分反射面２３ともいう）でもって構成されており、この反射板２０は、部分反射膜２２でもって、接着層１０ａを介し反射板１０の透明板１１に接着されている。
【００６７】
透明板２１は、上述した透明板１１と同一の材料でもって形成されており、この透明板２１は、反射板１０、接着層１０ａ及び部分反射膜２２を通り入射する画像光を部分反射膜２３に向けて透過させる。
【００６８】
部分反射膜２２は、反射板２０の表面（表面２２ともいう）を構成しており、この部分反射膜２２は、透明板２１の反射板１０側の面にその全体に沿い膜状に形成されている。これにより、この部分反射膜２２は、反射板１０から接着層１０ａを通り入射する画像光の一部を反射画像光として反射するとともに、当該画像光の残りを透過させて透明板２１に入射させる。
【００６９】
また、当該部分反射膜２２は、上述した部分反射膜１２と同一の材料（金属膜）でもって形成されている。但し、部分反射膜２２の膜厚は、当該部分反射膜２２への入射画像光をそのまま直進させて透過させる程度に薄い。
【００７０】
部分反射膜２３は、反射板２０の裏面（裏面２３ともいう）を構成しており、この部分反射膜２３は、透明板２１の部分反射膜２２とは反対側の面にその全体に沿い膜状に形成されている。これにより、この部分反射膜２３は、透明板２１から入射する画像光の一部を反射画像光として透明板２１、部分反射膜２２、接着層１０ａ及び反射板１０を通して反射するとともに、当該画像光の残りを透過させる。
【００７１】
また、当該部分反射膜２３は、上述した部分反射膜１２と同一の材料（金属膜）でもって形成されている。但し、部分反射膜２３の膜厚は、当該部分反射膜２３への入射画像光をそのまま直進させて透過させる程度に薄い。
【００７２】
本第１実施形態では、各部分反射膜１２、２２、２３は、その画像光の入射側の面にて、リレー光学系２３０から出射される画像光の波長の１／４以下の値の面粗さでもって形成されている。また、各部分反射膜１２、２２、２３は、１（分）以下の平行度を互いに有するように形成されている。
【００７３】
上述のように構成した左側板状反射素子Ａによれば、リレー光学系２３０から出射される画像光は、図３にて示すごとく、３本の反射画像光（以下、反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3という）として、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向け、水平列状に出射される。このことは、左側板状反射素子Ａが、上記画像光を上記各反射画像光として水平列状に出射することで、瞳の数の増大により瞳を拡大させる役割を果たすことを意味する。なお、上述の「水平列状に出射する」とは、上記各反射画像光が同一の水平面内にて平行に並んで水平方向に出射することをいう。
【００７４】
ところで、上述のように瞳を拡大させても、各反射画像光の光強度が互いに異なれば、網膜Ｉｂ上における当該各反射画像光の結像の明るさは実質的に等しくならず、観察者に対し良好な視認性を与えることができない。換言すれば、観察者に対し良好な視認性を与えるためには、各反射画像光の光強度を互いに実質的に等しくすることが必要である。
【００７５】
また、上述のように瞳を拡大させても、上記各反射画像光のうちの両隣接反射画像光が上記同一の水平面内において互いに分離していれば、網膜Ｉｂ上における当該両隣接反射画像光の間の光の結像が上記各反射画像光に比べて暗くなり、観察者に対し良好な視認性を与えることができない。換言すれば、観察者に対し良好な視認性を与えるためには、上記各反射画像光のうちの両隣接反射画像光を上記同一の水平面内において互いに連続させることで、観察者の眼の瞳孔の位置がずれても、反射画像光を当該瞳孔に連続して入射させることが必要である。
【００７６】
そこで、本第１実施形態において、本発明者等が、上記各反射画像光の光強度を互いに実質的に等しくする条件及び上記各隣接反射画像光を上記同一の水平面内にて互いに連続させる条件について検討したところ、次のような各条件の成立が必要であることが分かった。
【００７７】
第１に、各反射画像光の光強度を相互に実質的に等しくするための条件について説明する。この条件を成立させるためには、各部分反射膜１２、２２及び２３において、その膜厚と反射率との間に、次のような関係が成立することが必要とされる。ここで、部分反射膜１２、２２及び２３の反射率を、それぞれ、ρ1、ρ2及びρ3でもって表す。
【００７８】
まず、左側板状反射素子Ａへの入射画像光の光路態様について検討してみると、左側板状反射素子Ａに入射角ｉでもって入射する画像光の一部は、図５にて示すごとく、部分反射膜１２により反射画像光Ｒ1として反射され、当該画像光の残りが、部分反射膜１２を直進により透過した後、透明板１１内に屈折角ｒでもって屈折し入射画像光Ｐ1として入射する。
【００７９】
ついで、入射画像光Ｐ1の一部が、部分反射膜２２によりその反射率でもって反射画像光Ｐ2として反射され、この反射画像光Ｐ2の一部が部分反射膜１２を通り反射画像光Ｒ2として出射され、この反射画像光Ｐ2の残りが、部分反射膜１２により反射される。また、上述した入射画像光Ｐ1の残りは、部分反射膜２２を直進により透過した後、透明板２１内に直進により入射画像光Ｐ3として入射する。
【００８０】
然る後、上述のように透明板２１に入射する画像光Ｐ3の一部が、部分反射膜２３によりその反射率でもって反射画像光Ｐ4として反射され、部分反射膜２２、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、空気中内に反射画像光Ｒ3として屈折されて出射され、一方、当該反射画像光Ｐ4の残りが、部分反射膜２２及び（又は）部分反射膜１２により反射される。なお、上述した画像光Ｐ3のうち部分反射膜２３により反射された光部分以外の残りは、部分反射膜２３を透過する。
【００８１】
上述のような光路態様において、左側板状反射素子Ａに入射する画像光の光強度をＩｎ0とすると、反射画像光Ｒ1の光強度Ｉｎ1、反射画像光Ｒ2の光強度Ｉｎ2及び反射画像光Ｒ3の光強度Ｉｎ3は、各反射率ρ1、ρ2、ρ3との間において、それぞれ、以下の数１〜数３の式でもって示される。
【００８２】
Ｉｎ1＝Ｉｎ0×ρ1                                                    （数１）
Ｉｎ2＝Ｉｎ0×ρ2×（１−ρ1）2                                      （数２）
Ｉｎ3＝Ｉｎ0×ρ3×（１−ρ1）2×（１−ρ2）2                        （数３）
ここで、反射画像光Ｒ1の光強度Ｉｎ1と反射画像光Ｒ2の光強度Ｉｎ2とを実質的に等しくするには、以下の数４の式が、数１及び数２に基づき、両反射率ρ1、ρ2の間において成立する必要がある。
【００８３】
ρ1＝ρ2×（１−ρ1）2                                              （数４）
この数４の式において、反射画像光Ｒ1と反射画像光Ｒ2との光強度を実質的に等しくするには、０＜ρ1＜１であることから、ρ1＜ρ2の関係が成立しなければならない。
【００８４】
また、反射画像光Ｒ2の光強度Ｉｎ2と反射画像光Ｒ3の光強度Ｉｎ3とを実質的に等しくするには、以下の数５の式が、数２及び数３に基づき、両反射率ρ2、ρ3の間において成立する必要がある。
【００８５】
ρ2＝ρ3×（１−ρ2）2                                              （数５）
この数５の式において、反射画像光Ｒ2と反射画像光Ｒ3との光強度を実質的に等しくするには、０＜ρ2＜１であることから、ρ2＜ρ3の関係が成立しなければならない。
【００８６】
従って、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の各光強度を実質的に等しくするためには、ρ1＜ρ2＜ρ3の関係の成立が必要である。
【００８７】
以上より、本第１実施形態では、各部分反射膜１２、２２及び２３の反射率が、ρ1＜ρ2＜ρ3の関係を前提として、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の各光強度を実質的に等しくするように設定されている。
【００８８】
第２に、各反射画像光のうち各隣接反射画像光を上記同一の水平面内にて互いに実質的に連続させる条件について説明する。この条件を成立させるためには、上記各両隣接反射画像光が上記同一の水平面内において少なくとも互いに接触する条件が成立すればよい。換言すれば、この条件は、図５によれば、以下に述べるような画像光（光束状の画像光）の径、入射角ｉ、屈折角ｒ及び反射板１０、２０の各板厚ｔの間の関係の成立でもって成立する。
【００８９】
まず、図５にて示すごとく、上述した画像光Ｐ1が部分反射膜２２に入射する点をＱ1とし、この点Ｑ1から部分反射膜１２に垂直に降ろした線分と部分反射膜１２との交点をＱ2とする。また、上述した反射画像光Ｐ2が部分反射膜１２に入射する点をＱ3とする。
【００９０】
ここで、∠ＯＱ1Ｑ2及び∠Ｑ3Ｑ1Ｑ2が、共に、屈折角ｒと同一であることから、点Ｏと点Ｑ2との間の距離ＯＱ2及び点Ｑ3と点Ｑ2との間の距離Ｑ3Ｑ2は等しくなる。そこで、この距離ＯＱ2＝Ｑ3Ｑ2をαとすると、当該距離αは、点Ｑ1と点Ｑ2との間の距離Ｑ1Ｑ2に相当する反射板１０の板厚ｔを用いて、数６の式でもって与えられる。
【００９１】
α＝ｔ×ｔａｎ（ｒ）                                                  （数６）
また、点Ｑ3から光軸Ｌに垂下した線分と光軸Ｌとの交点をＱ4とすると、点Ｏと点Ｑ4との間の距離ＯＱ4は、反射画像光Ｒ1と反射画像光Ｒ2との中心間隔（以下、中心間隔Ｓ12という）に相当する。このため、∠Ｑ3ＯＱ4は、｛（π／２）−ｉ｝で表されることから、中心間隔Ｓ12は、距離α及び入射角ｉを用いて、数７の式でもって与えられる。
【００９２】
Ｓ12＝２×α×ｃｏｓ（π／２−ｉ）                                    （数７）
従って、板厚ｔが、数６及び数７の式によれば、中心間隔Ｓ12、入射角ｉ及び屈折角ｒとの間において、次の数８の式で与えられる関係を有する。ここで、中心間隔Ｓ12は、上記各反射画像光の径に相当する。
【００９３】
ｔ＝Ｓ12／｛２×ｔａｎ（ｒ）×ｃｏｓ（π／２−ｉ）｝                  （数８）
よって、この数８によれば、板厚ｔは、中心間隔Ｓ12、入射角ｉ及び屈折角ｒに影響される物理量であって、上記両隣接反射画像光を上記同一の水平面内にて少なくとも互いに接触させる条件の成立に必要な物理量として算出されることが分かる。
【００９４】
次に、上述した入射画像光Ｐ3が部分反射膜２３に入射する点をＱ5とし、上述した入射画像光Ｐ4が部分反射膜１２に入射する点をＱ6とする。両部分反射膜１２、２２の間隔及び両部分反射膜２２、２３の間隔は、共に、板厚ｔに相当する値であるため、点Ｏと点Ｑ1との間の距離ＯＱ1は、点Ｑ1と点Ｑ5との間の距離Ｑ1Ｑ5が等しい。従って、点Ｑ3と点Ｑ6との間の距離Ｑ3Ｑ6は、点Ｏと点Ｑ3との間の距離ＯＱ3と等しくなる。
【００９５】
ここで、点Ｑ6から光軸Ｌに垂下した線分と光軸Ｌとの交点をＱ7とすると、点Ｑ4と点Ｑ7間の距離Ｑ4Ｑ7は、反射画像光Ｒ2と反射画像光Ｒ3との中心間隔（以下、中心間隔Ｓ23という）に相当する。従って、距離ＯＱ3は、点Ｑ3と点Ｑ6との間の距離Ｑ3Ｑ6に等しいことから、距離ＯＱ4に相当する中心間隔Ｓ12は、点Ｑ4と点Ｑ7との間の距離Ｑ4Ｑ7に相当する中心間隔Ｓ23とも等しくなる。
【００９６】
よって、各中心間隔Ｓ12、Ｓ23が等しいことも、上記両隣接反射画像光を上記同一の水平面内にて少なくとも互いに接触させる条件の成立に必要な物理量であることが分かる。
【００９７】
以上のことから、本第１実施形態においては、両反射板１０、２０の板厚ｔが、各反射画像光のうち各両隣接反射画像光を少なくとも互いに接触させるように、互いに等しい両中心間隔Ｓ12、Ｓ23（即ち、互いに等しい各反射画像光の径）、入射角ｉ及び屈折角ｒに基づき設定されている。
【００９８】
左側装置本体Ｂは、図２にて示すごとく、光センサ３０ａ及び画像光検出信号処理回路３０ｂを備えており、光センサ３０ａは、後述する水平走査機構２００の反射板２０１から反射される水平走査画像光を検出して画像光検出信号を発生する。画像光検出信号処理回路３０ｂは、光センサ３０ａからの画像光検出信号を信号処理して信号処理信号を発生し映像信号処理回路４０に出力する。なお、光センサ３０ａは、水平走査機構２００の近傍に設けられている。
【００９９】
また、当該左側装置本体Ｂは、映像信号処理回路４０を有しており、この映像信号処理回路４０は、外部からの２次元画像に対応する映像信号に基づき、当該２次元画像の１フレームを構成する複数の水平ラインに対応して、水平ライン毎に、当該１フレームの形成のための青色、緑色及び赤色の各駆動信号の出力タイミングを決定する。
【０１００】
そして、当該映像信号処理回路４０は、上記出力タイミング毎に、当該青色、緑色及び赤色の各駆動信号を青色レーザ駆動回路５０ａ（以下、Ｂレーザ駆動回路５０ａともいう）、緑色レーザ駆動回路５０ｂ（以下、Ｇレーザ駆動回路５０ｂともいう）及び赤色レーザ駆動回路５０ｃ（以下、Ｒレーザ駆動回路５０ｃともいう）に出力する。なお、上記２次元画像は、一連のフレームでもって構成されており、各フレーム毎に上記複数の水平ラインが対応する。
【０１０１】
また、映像信号処理回路４０は、上記出力タイミング毎に水平同期信号を発生し水平走査駆動回路６０ａに出力するとともに、上記各フレームの複数の水平ラインのうちの最初の水平ライン毎に垂直同期信号を発生し垂直走査駆動回路６０ｂに出力する。
【０１０２】
Ｂレーザ駆動回路５０ａは、映像信号処理回路４０からの青色駆動信号に基づき、青色レーザ７０ａ（以下、Ｂレーザ７０ａともいう）において発光される青色レーザ光の光強度を変調するための駆動信号を生成してＢレーザ７０ａに出力する。Ｇレーザ駆動回路５０ｂは、映像信号処理回路４０からの緑色駆動信号に基づき、緑色レーザ７０ｂ（以下、Ｇレーザ７０ｂともいう）において発光される緑色レーザ光の光強度を変調するための駆動信号を生成してＧレーザ７０ｂに出力する。また、Ｒレーザ駆動回路５０ｃは、映像信号処理回路４０からの赤色駆動信号に基づき、赤色レーザ７０ｃ（以下、Ｒレーザ７０ｃともいう）において発光される赤色レーザ光の光強度を変調するための駆動信号を生成してＲレーザ７０ｃに出力する。
【０１０３】
水平走査駆動回路６０ａは、映像信号処理回路４０からの各水平同期信号に基づき水平走査機構２００を水平走査駆動する。垂直走査駆動回路６０ｂは、映像信号処理回路４０からの各垂直同期信号に基づき、垂直走査機構２２０を垂直走査駆動する。
【０１０４】
Ｂレーザ７０ａは、光束状の青色レーザ光を発光するレーザ発光部を備えており、このＢレーザ７０ａは、そのレーザ発光部からの青色レーザ光をＢレーザ駆動回路５０ａからの駆動信号に基づき強度変調し青色レーザ強度変調光として光束状にコリメートレンズ８０ａに出射する。
【０１０５】
Ｇレーザ７０ｂは、光束状の緑色レーザ光を発光するレーザ発光部を備えており、このＧレーザ７０ｂは、そのレーザ発光部からの緑色レーザ光をＧレーザ駆動回路５０ｂからの駆動信号に基づき強度変調し緑色レーザ強度変調光として光束状にコリメートレンズ８０ｂに出射する。
【０１０６】
また、Ｒレーザ７０ｃは、光束状の赤色レーザ光を発光するレーザ発光部を備えており、このＲレーザ７０ｃは、そのレーザ発光部からの赤色レーザ光をＲレーザ駆動回路５０ｃからの駆動信号に基づき強度変調し赤色レーザ強度変調光として光束状にコリメートレンズ８０ｃに出射する。
【０１０７】
コリメートレンズ８０ａは、Ｂレーザ７０ａからの青色レーザ強度変調光を青色平行画像光に変更しダイクロイックミラー９０ａに光束状に出射する。コリメートレンズ８０ｂは、Ｇレーザ７０ｂからの緑色レーザ強度変調光を緑色平行画像光に変更しダイクロイックミラー９０ｂに光束状に出射する。コリメートレンズ８０ｃは、Ｒレーザ７０ｃからの赤色レーザ変調光を赤色平行画像光に変更しダイクロイックミラー９０ｃに光束状に出射する。
【０１０８】
ダイクロイックミラー９０ｃは、コリメートレンズ８０ｃからの赤色平行画像光をダイクロイックミラー９０ｂに向けて出射する。ダイクロイックミラー９０ｂは、コリメートレンズ８０ｂからの緑色平行画像光及びダイクロイックミラー９０ｃからの赤色平行画像光を合波して合波平行画像光をダイクロイックミラー９０ａに向けて出射する。ダイクロイックミラー９０ａは、コリメートレンズ８０ａからの青色平行画像光及びダイクロイックミラー９０ｂからの合波平行画像光を合波して合波平行画像光を結合光学系１００に向けて光束状に出射する。
【０１０９】
結合光学系１００は、ダイクロイックミラー９０ａを光ファイバー１１０にその入射端部にて光学的に結合させて、ダイクロイックミラー９０ａからの合波平行画像光を光束状に集光して光ファイバー１１０にその入射端部から入射させる。
【０１１０】
光ファイバー１１０は、ダイクロイックミラー９０ａからの入射画像光を導光し、出射端部からコリメートレンズ１２０に向けて光束状に出射する。なお、本第１実施形態では、結合光学系１００は、凸レンズでもって構成されている。
【０１１１】
当該コリメートレンズ１２０は、光ファイバー１１０からの出射画像光を平行画像光に変更して水平走査機構２００に向けて光束状に出射する。なお、コリメートレンズ１２０は、水平走査機構２００の近傍に配設されている。
【０１１２】
左側光走査ユニットＣは、図２にて示すごとく、水平走査機構２００、リレー光学系２１０、垂直走査機構２２０及びリレー光学系２３０を備えている。水平走査機構２００は、水平走査用反射板２０１を備えており、この反射板２０１は、適宜な静止部材により同軸的に支持された両対向支持軸２０２の間にて当該両支持軸２０２により図２にて図示矢印Ｘ方向に揺動可能に支持されている。
【０１１３】
しかして、当該水平走査機構２００は、映像信号処理回路４０からの各水平同期信号に基づき水平走査駆動回路６０ａにより駆動されて、反射板２０１を矢印Ｘ方向に揺動させる。このような揺動のもと、反射板２０１は、その揺動角度に応じて、コリメートレンズ１２０から入射される平行画像光を水平方向に走査しながら反射する。
【０１１４】
このことは、コリメートレンズ１２０からの平行画像光は、水平走査機構２００によりその反射板２０１でもってＸ方向に水平走査されつつリレー光学系２１０に向けて水平走査画像光として光束状に反射されることを意味する。
【０１１５】
リレー光学系２１０は、その光軸に平行となるように、水平走査機構２００の反射板２０１からの水平走査画像光の光路を変更して光束状の平行走査画像光として垂直走査機構２２０に向けて出射する。なお、当該リレー光学系２１０は、その入射段及び出射段において、それぞれ、焦点を共通に位置させる凸レンズを配設し、これら両凸レンズの間に収差補正用レンズを介装して構成されている。
【０１１６】
垂直走査機構２２０は、垂直走査用反射板２２１を備えており、この反射板２２１は、適宜な静止部材により支持された支持軸２２２でもって、図２にて図示矢印Ｙ方向に揺動可能に支持されている。しかして、当該垂直走査機構２２０は、映像信号処理回路４０からの各垂直同期信号に基づき垂直走査駆動回路６０ｂにより駆動されて、反射板２２１を矢印Ｙ方向に揺動させる。このような揺動のもと、反射板２２１は、その揺動角度に応じて、リレー光学系２１０からの平行走査画像光を垂直方向に走査しながら反射する。
【０１１７】
このことは、リレー光学系２１０からの平行走査画像光は、垂直走査機構２２０によりその反射板２２１でもってＹ方向に垂直走査されつつリレー光学系２３０に向けて垂直走査画像光として光束状に反射されることを意味する。
【０１１８】
リレー光学系２３０は、その光軸に平行となるように、垂直走査機構２２０の反射板２２１からの垂直走査画像光の光路を変更して光束状の平行走査画像光として左側板状反射素子Ａに入射させる。なお、当該リレー光学系２３０は、リレー光学系２１０と同様に、その入射段及び出射段において、それぞれ、焦点を共通に位置させる凸レンズを配設し、これら両突レンズの間に収差補正用レンズを介装して構成されている。
【０１１９】
なお、右側板状反射素子Ａは、左側板状反射素子Ａと同様の構成を有することから、リレー光学系２３０から出射される画像光は、左側板状反射素子Ａの場合と同様に、当該右側板状反射素子Ａにより３本の反射画像光として水平列状に右眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて反射される。
【０１２０】
また、右側装置本体Ｂは、左側装置本体Ｂと同様の構成を有することから、当該右側装置本体Ｂによれば、外部からの映像信号は、上述した映像信号処理回路４０等によりコリメートレンズ１２０を介し平行画像光に変更されて、水平走査機構２００に向けて光束状に出射される。
【０１２１】
また、右側光走査ユニットＣは、左側光走査ユニットＣと同様の構成を有することから、当該右側光走査ユニットＣによれば、右側装置本体Ｂのコリメートレンズ１２０から出射される光は、上述と同様の水平走査及び垂直走査により、リレー光学系２３０を介し２次元状の走査画像光として右側板状反射素子Ａに光束状に入射する。
【０１２２】
以上のように構成した本第１実施形態において、当該画像表示装置が作動状態におかれるものとする。なお、以下、左右両側板状反射素子Ａ、左右両側装置本体Ｂ及び左右両側光走査ユニットＣのうち、左側板状反射素子Ａ、左側装置本体Ｂ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１２３】
左側装置本体Ｂにおいて、映像信号処理回路４０が、外部からの２次元画像に対応する映像信号に基づき、青色、緑色及び赤色の各駆動信号を各レーザ駆動回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃに出力すると、各レーザ駆動回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、上記各駆動信号に基づき、各レーザ７０ａ、７０ｂ、７０ｃの各レーザ発光部からのレーザ光の光強度を変調するように各レーザ７０ａ、７０ｂ、７０ｃを駆動する。これに伴い、各レーザ７０ａ、７０ｂ、７０ｃは、各レーザ光を強度変調してレーザ強度変調画像光として各コリメートレンズ８０ａ、８０ｂ、８０ｃに光束状に出射する。
【０１２４】
ついで、コリメートレンズ８０ａ、８０ｂ、８０ｃが、各レーザ強度変調画像光を各平行画像光に変更して各ダイクロイックミラー９０ａ、９０ｂ、９０ｃに出射すると、ダイクロイックミラー９０ａは、コリメートレンズ８０ａから出射される平行画像光とダイクロイックミラー９０ｂ、９０ｃから出射される合波平行画像光とを合波して、この合波平行画像光を、結合光学系１００を介し光ファイバー１１０に向けて光束状に出射する。
【０１２５】
光ファイバー１１０が、上記合波平行画像光をコリメートレンズ１２０に向けて出射すると、コリメートレンズ１２０は、この出射画像光を平行画像光に変更して水平走査機構２００に向けて光束状に出射する。
【０１２６】
このとき、左側光走査ユニットＣにおいて、水平走査機構２００は、映像信号処理回路４０からの水平同期信号に基づき水平走査駆動回路６０ａにより駆動されている。このため、水平走査機構２００は、コリメートレンズ１２０から出射される平行画像光を水平方向に水平走査しつつリレー光学系２１０に向けて水平走査画像光として光束状に反射する。これに伴い、リレー光学系２１０は、上記水平走査画像光を平行走査画像光に変更した後、垂直走査機構２２０に向けて光束状に出射する。
【０１２７】
また、垂直走査機構２２０は、映像信号処理回路４０からの垂直同期信号に基づき垂直走査駆動回路６０ｂにより駆動されている。このため、垂直走査機構２２０が、リレー光学系２１０から出射される平行走査画像光を垂直方向に垂直走査しつつリレー光学系２３０に向けて垂直走査画像光として光束状に反射する。これに伴い、リレー光学系２３０は、上記垂直走査画像光を平行走査画像光に変更した後、左側板状反射素子Ａに向けて光束状に出射する。
【０１２８】
ついで、左側板状反射素子Ａにおいて、図５にて示すごとく、リレー光学系２３０から出射される平行走査画像光の一部が、反射板１０の部分反射膜１２によりその反射率でもって反射画像光Ｒ1として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に反射されるとともに、上記平行走査画像光の残りは、部分反射膜１２を直進して透過し入射画像光Ｐ1として反射板１０の透明板１１に光束状に入射する。
【０１２９】
このように透明板１１に入射した画像光Ｐ1の一部は、反射板２０の部分反射膜２２によりその反射率でもって反射画像光Ｐ2として光束状に反射され、この反射画像光Ｐ2の一部は、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、反射画像光Ｒ1に平行となるように空気中に反射画像光Ｒ2として屈折されて、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射する。
【０１３０】
また、上述のように透明板１１に入射した画像光Ｐ1の残りは、部分反射膜２２を直進により透過した後、入射画像光Ｐ3として反射板２０の透明板２１に光束状に入射する。これに伴い、この入射画像光Ｐ3の一部は、反射板２０の部分反射膜２３によりその反射率でもって反射画像光Ｐ4として光束状に反射されるとともに、上記入射画像光Ｐ3の残りは、部分反射膜２３を透過する。
【０１３１】
また、上述のように部分反射膜２３により反射された反射画像光Ｐ4の一部は、透明板２１、部分反射膜２２、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、反射画像光Ｒ2に平行となるように空気中に反射画像光Ｒ3として屈折されて、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射する。
【０１３２】
以上のように、リレー光学系２３０から出射される平行走査画像光は、左側板状反射素子Ａにより３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射され、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１３３】
以上説明したように、本第１実施形態では、上述のように構成した左側板状反射素子Ａを採用することにより、当該左側板状反射素子Ａに入射する画像光を３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて反射させる。
【０１３４】
このため、当該反射画像光の数だけ瞳の数を増やすことができる。この結果、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに入射する画像光の瞳を拡大することができ、観察者の眼の位置の自由度を高めることができる。
【０１３５】
また、瞳孔Ｉａに入射する３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、左眼Ｉに向けて水平列状に接触させるように光束状に反射されるので、観察者の眼が水平方向にずれたり、眼幅の相違があっても、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3のいずれかが観察者の眼の瞳孔に入射されて適正に結像され得る。
【０１３６】
また、上述したように、部分反射膜１２の反射率ρ1、部分反射膜２２の反射率ρ2及び部分反射膜２３の反射率ρ3は、ρ1＜ρ2＜ρ3の関係を前提に、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の光強度を実質的に等しくするように設定されている。従って、どの反射画像光でもって当該反射画像光が網膜Ｉｂにて結像されても、その明るさは実質的に一定となる。
【０１３７】
また、上述したように、各部分反射膜１２、２２、２３は、共に、金属膜で形成され、それぞれ、当該金属膜の膜厚に基づき設定した反射率を有する。このため、各部分反射膜１２、２２、２３の反射率が、画像光に対する波長依存性、入射角依存性や偏光依存性を低減しつつ、適正に設定され得る。しかも、各部分反射膜１２、２２、２３は金属膜からなるため、当該各部分反射膜１２、２２、２３のコスト、ひいては上記反射板のコストが低減され得る。
【０１３８】
また、上述したように、透明板１１、２１は、透明なガラス材料或いは透明な合成樹脂材料でもって形成されているから、透明板１１、２１に入射した画像光が、当該透明板の内部にて生じる光損失を低減しつつ、上記透明板の内部を透過し得る。その結果、透明板の内部における画像光の透過率を良好に確保し得る。
【０１３９】
なお、右側装置本体Ｂ及び右側光走査ユニットＣを介して右側板状反射素子Ａに入射する平行走査画像光も、同様に、当該右側板状反射素子Ａによって、光強度の実質的に等しい３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として、右眼Ｉに向けて互いに水平列状に接触するように反射され、右眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。従って、右側板状反射素子Ａ、右側装置本体Ｂ及び右側光走査ユニットＣによっても、上述のような左側板状反射素子Ａ、左側装置本体Ｂ及び左側光走査ユニットＣによる作用効果と同様の作用効果を達成し得る。
（第２実施形態）
図６は、本発明に係る画像表示装置の第２実施形態の要部を示している。この第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べた左右両側板状反射素子Ａにおいて、それぞれ、接着層１０ａと部分反射膜２２との位置を入れ替えた構成が採用されている。なお、図６は、左側板状反射素子Ａを例示する。
【０１４０】
即ち、本第２実施形態における反射板１０は、上記第１実施形態にて述べた反射板１０における透明板１１及び部分反射膜１２に加え部分反射膜２２を付加した構成を有する。これに伴い、本第２実施形態における反射板２０は、上記第１実施形態にて述べた反射板２０における部分反射膜２２を廃止した構成となっている。また、接着層１０ａは、部分反射膜２２と透明板２１との間に介装されて、部分反射膜２２と透明板２１とを接着している。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１４１】
このように構成した本第２実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１４２】
上記第１実施形態と同様に、リレー光学系２３０から反射板１０の部分反射膜１２に向けて平行走査画像光が光束状に出射されると、図５にて示すごとく、当該平行走査画像光の一部が、反射板１０の部分反射膜１２によりその反射率でもって反射画像光Ｒ1として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に反射されるとともに、上記平行走査画像光の残りは、部分反射膜１２を直進により透過した後、入射画像光Ｐ1として反射板１０の透明板１１に光束状に入射する。
【０１４３】
このように透明板１１に入射した画像光Ｐ1の一部は、上記第１実施形態とは異なり接着層１０ａを通ることなく、反射板１０の部分反射膜２２によりその反射率でもって反射画像光Ｐ2として光束状に反射されるとともに、当該反射画像光Ｐ2の一部が、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、空気中に反射画像光Ｒ2として屈折されて左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射する。
【０１４４】
また、上述のように透明板１１に入射した画像光Ｐ1の残りは、部分反射膜２２を直進により透過した後、入射画像光Ｐ3として反射板２０の透明板２１に光束状に入射する。これに伴い、この入射画像光Ｐ3の一部は、反射板２０の部分反射膜２３によりその反射率でもって反射画像光Ｐ4として光束状に反射されるとともに、上記入射画像光Ｐ3の残りは、部分反射膜２３を透過する。
【０１４５】
また、上述のように部分反射膜２３により反射された反射画像光Ｐ4の一部は、透明板２１、部分反射膜２２、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、空気中に反射画像光Ｒ3として屈折されて、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射する。
【０１４６】
以上のように、リレー光学系２３０から出射される平行走査画像光は、左側板状反射素子Ａにより、実質的に等しい光強度の３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて互いに水平列状に接触させるように光束状に反射され、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１４７】
以上によれば、本第２実施形態にて述べたように、上記第１実施形態とは異なり、接着層１０ａと部分反射膜２２との位置を入れ替えた左側板状反射素子Ａを採用しても、上記第１実施形態と同様の作用効果が達成され得る。また、本第２実施形態によれば、左側板状反射素子Ａが、両部分反射膜１２、２２を透明板１１に設けて構成されているので、両部分反射膜１２、２２の平行度が、上記第１実施形態にいう左側板状反射素子Ａよりも、容易にかつ精度よく確保され得る。なお、以上のような作用効果は、本第２実施形態における右側板状反射素子Ａにおいても同様に達成され得る。
（第３実施形態）
図７及び図８は、本発明に係る画像表示装置の第３実施形態の要部を示している。この第３実施形態では、左側板状反射素子Ａは、図７にて示すごとく、単一の反射板１０ｂでもって構成されており、この反射板１０ｂは、上記第１実施形態にて述べた反射板１０において、透明板１１及び部分反射膜１２に加え、部分反射膜１３（以下、部分反射面１３ともいう）を付加した構成となっている。
【０１４８】
この部分反射膜１３は、透明板１１の部分反射膜１２とは反対側の面に沿って膜状に形成されている。このため、当該部分反射膜１３は、その反射率でもって、透明板１１から入射する画像光の一部を反射画像光として反射するとともに、当該画像光の残りを透過させる。
【０１４９】
ここで、当該部分反射膜１３は、上述した部分反射膜１２と同一の材料でもって形成されている。この部分反射膜１３の膜厚は、当該部分反射膜１３の反射率を部分反射膜１２の反射率ρ1よりも大きくすることを前提に、各反射画像光の各光強度を実質的に等しくするように設定されている。当該左側板状反射素子Ａのその他の構成は上記第１実施形態と同様である。なお、右側板状反射素子Ａも左側板状反射素子Ａと同様の構成となっている。本第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１５０】
以上のように構成した本第３実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１５１】
平行走査画像光が、上記第１実施形態と同様に、リレー光学系２３０から左側板状反射素子Ａの反射板１０ｂの部分反射膜１２に向けて出射されると、図８にて示すごとく、当該平行走査画像光の一部が、反射板１０ｂの部分反射膜１２によりその反射率でもって反射画像光Ｒ1（図８参照）として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に反射されるとともに、上記平行走査画像光の残りは、部分反射膜１２を直進により透過した後、入射画像光Ｐ1（図８参照）として反射板１０ｂの透明板１１に入射する。
【０１５２】
このように透明板１１に入射した入射画像光Ｐ1の一部は、上記第１実施形態とは異なり、反射板１０ｂの部分反射膜１３によりその反射率でもって反射画像光Ｐ2（図８参照）として光束状に反射されるとともに、上記入射画像光Ｐ1の残りは、部分反射膜１３を透過する。
【０１５３】
また、上述のように部分反射膜１３により反射された反射画像光Ｐ2の一部は、透明板１１及び部分反射膜１２を直進により透過した後、空気中に反射画像光Ｒ2（図８参照）として屈折されて、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射する。
【０１５４】
このように、リレー光学系２３０から出射される平行走査画像光は、上記第１実施形態とは異なり、左側板状反射素子Ａにより２本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて互いに水平列状に反射され、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１５５】
以上説明したように、本第３実施形態では、左側板状反射素子Ａが、上記第１実施形態とは異なり、単一の反射板１０ｂでもって構成されているので、当該左側板状反射素子Ａに入射する画像光が２本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて互いに水平列状に反射される。
【０１５６】
その結果、上記第１実施形態とは異なり、本第３実施形態のように左側板状反射素子Ａを単一の反射板１０ｂで構成することで、反射画像光が２本となっても、上記第１実施形態と実質的に同様の作用効果が達成され得る。
【０１５７】
但し、本第３実施形態では、左側板状反射素子Ａが、上述のごとく、単一の反射板１０ｂで構成されるので、上記第１実施形態にて述べた２枚の反射板１０、２０を接着層１０ａでもって張り合わせる際の張り合わせ精度を考慮する必要はない。
【０１５８】
なお、以上のような各作用効果は、右側板状反射素子Ａにおいても同様に達成され得る。
（第４実施形態）
図９は、本発明に係る画像表示装置の第４実施形態の要部を示している。この第４実施形態では、上記第１実施形態にて述べた左右両側板状反射素子Ａ（図９では、左側板状反射素子Ａのみを示す）において、上記第１実施形態と異なり、それぞれ、反射板２０の部分反射膜２３を廃止した構成が採用されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１５９】
このように構成した本第４実施形態においては、左右両側板状反射素子Ａにおいて、上記第１実施形態とは異なり、反射板２０の部分反射膜２３を廃止するように構成したことにより、上述した第３実施形態と同様に、当該左右両側板状反射素子Ａに入射する各画像光をそれぞれ２本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2として左右両眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて互いに水平列状に反射させる。その結果、本第４実施形態においても、上記第３実施形態と同様の作用効果が達成され得る。
（第５実施形態）
図１０は、本発明に係る画像表示装置の第５実施形態の要部を示している。本第５実施形態では、左側板状反射素子Ａは、上記第１実施形態と異なり、反射板１０の部分反射膜１２（図４参照）でもって、左側光走査ユニットＣにおける垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置変更されている。なお、本第５実施形態では、図１０にて図示紙面が水平面内にあると仮定したとき、上記第１実施形態にて述べた左側板状反射素子Ａは、上記第１実施形態と同様に、この水平面に対して垂直方向に立設して配置されている。
【０１６０】
また、本第５実施形態では、上記第１実施形態にて述べた右側板状反射素子Ａは、本第５実施形態における左側板状反射素子Ａと同様に、上記水平面に対して垂直方向に立設して、反射板１０の部分反射膜１２でもって、右側光走査ユニットＣに設けた垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置変更されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１６１】
以上のように構成した本第５実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１６２】
上記第１実施形態と同様に、垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１から出射される垂直走査画像光は、左側板状反射素子Ａにより、反射板１０の部分反射膜１２及び反射板２０の両部分反射膜２２、２３でもって、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として、リレー光学系２３０に向けて互いに水平列状に反射される。
【０１６３】
このように反射された各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、リレー光学系２３０により３本の平行走査画像光に変更された後、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて光束状に出射される。そして、これら各平行走査画像光は、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１６４】
以上説明したように、本第５実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、左側板状反射素子Ａが、反射板１０の部分反射膜１２にて、左側光走査ユニットＣに設けた垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置されても、垂直走査機構２２０から左側板状反射素子Ａへの垂直走査画像光の入射距離が短ければ、上記第１実施形態と同様の作用効果を達成し得る。なお、このような作用効果は、右側板状反射素子Ａにおいても同様に達成され得る。
（第６実施形態）
図１１は、本発明に係る画像表示装置の第６実施形態の要部を示している。この第６実施形態では、図１１にて図示紙面が鉛直面内にあると仮定したとき、上記第１実施形態にて述べた左側板状反射素子Ａは、上記第１実施形態と異なり、この鉛直面に対して垂直方向（即ち、水平方向）に立設するように配置変更されている。
【０１６５】
なお、本第６実施形態では、当該左側板状反射素子Ａは、上記第１実施形態と同様に、反射板１０の部分反射膜１２（図４参照）にて、左側光走査ユニットＣに設けたリレー光学系２３０の出射側と左眼Ｉの瞳孔Ｉａの入射側との双方を臨むように配置されている。
【０１６６】
また、本第６実施形態では、上記第１実施形態にて述べた右側板状反射素子Ａは、本第６実施形態における左側板状反射素子Ａと同様に、上記鉛直面に対して垂直方向に立設して、反射板１０の部分反射膜１２にて、右側光走査ユニットＣにおけるリレー光学系２３０の出射側と左眼Ｉの瞳孔Ｉａの入射側との双方を臨むように配置されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１６７】
以上のように構成した本第６実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１６８】
上述のごとく、本第６実施形態では、左側板状反射素子Ａが、反射板１０の部分反射膜１２でもって、左側光走査ユニットＣにおけるリレー光学系２３０の出射側と左眼Ｉの瞳孔Ｉａの入射側との双方を臨むように配置されている。
【０１６９】
このため、平行走査画像光がリレー光学系２３０から左側板状反射素子Ａに向けて出射されると、当該平行走査画像光は、図１１から分かるように、左側板状反射素子Ａにより、反射板１０の部分反射膜１２（図４参照）及び反射板２０の両部分反射膜２２、２３（図４参照）でもって、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて互いに垂直列状に反射され、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。なお、上述した「各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が互いに垂直列状に反射される」とは、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が垂直方向において水平に並んで水平方向に反射されることを意味する。
【０１７０】
従って、本第６実施形態では、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が、上記第１実施形態にて述べた３本の反射画像光とは異なり、上述のごとく、垂直列状に反射されることで、観察者の左眼Ｉの瞳孔Ｉａが上下方向にずれることがあっても、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3のうちの少なくとも１つが左眼Ｉの瞳孔Ｉａに確実に入射する。その結果、本第６実施形態では、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに入射する画像光の瞳を当該瞳孔Ｉａの上下方向に拡大することができ、観察者の眼の位置の自由度を上下方向において高め得る。
【０１７１】
また、本第６実施形態では、右側板状反射素子Ａ及び右側光走査ユニットＣは、それぞれ、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣと同様に構成されていることから、これら右側板状反射素子Ａ及び右側光走査ユニットＣの各作動によっても、観察者の右眼Ｉに画像光を入射させるにあたり、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動による作用効果と実質的に同様の作用効果が達成され得る。
（第７実施形態）
図１２は、本発明に係る画像表示装置の第７実施形態の要部を示している。この第７実施形態では、図１２にて図示紙面が鉛直面内にあると仮定したとき、上記第５実施形態にて述べた左側板状反射素子Ａは、上記第５実施形態と異なり、この鉛直面に対して垂直方向（即ち、水平方向）に立設するように配置変更されている。
【０１７２】
なお、本第７実施形態では、当該左側板状反射素子Ａは、上記第５実施形態と同様に、反射板１０の部分反射膜１２（図４参照）でもって、左側光走査ユニットＣに設けた垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置されている。
【０１７３】
また、本第７実施形態では、上記第５実施形態にて述べた右側板状反射素子Ａは、本第７実施形態における左側板状反射素子Ａと同様に、上記鉛直面に対して垂直方向に立設して、反射板１０の部分反射膜１２でもって、右側光走査ユニットＣに設けた垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１７４】
以上のように構成した本第７実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１７５】
上述のごとく、本第７実施形態では、左側板状反射素子Ａが、反射板１０の部分反射膜１２でもって、左側光走査ユニットＣに設けた垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側とリレー光学系２３０の入射側との双方を臨むように配置されている。
【０１７６】
このため、垂直走査画像光が垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１から左側板状反射素子Ａに向けて出射されると、当該垂直走査画像光は、図１２から分かるように、左側板状反射素子Ａにより、反射板１０の部分反射膜１２（図４参照）及び反射板２０の部分反射膜２２、２３（図４参照）でもって、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3として、リレー光学系２３０の入射側に向けて互いに垂直列状に反射される。
【０１７７】
このように反射された当該３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、リレー光学系２３０により各光路を変更されて３本の光束状の平行走査画像光として左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向け互いに垂直列状に出射し、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１７８】
従って、本第７実施形態では、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が、上記第５実施形態にて述べた３本の反射画像光とは異なり、上述のごとく、垂直列状に反射されることで、観察者の左眼Ｉの瞳孔Ｉａが上下方向にずれることがあっても、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3のうちの少なくとも１つが左眼Ｉの瞳孔Ｉａに確実に入射する。その結果、本第７実施形態では、左眼Ｉの瞳孔Ｉａに入射する画像光の瞳を当該瞳孔Ｉａの上下方向に拡大することができ、観察者の眼の位置の自由度を上下方向において高め得る。
【０１７９】
また、本第７実施形態では、右側板状反射素子Ａ及び右側光走査ユニットＣは、それぞれ、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣと同様に構成されていることから、これら右側板状反射素子Ａ及び右側光走査ユニットＣの各作動によっても、観察者の右眼Ｉに画像光を入射させるにあたり、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動による作用効果と実質的に同様の作用効果が達成され得る。
（第８実施形態）
図１３は、本発明に係る画像表示装置の第８実施形態の要部を示している。この第８実施形態では、上記第５実施形態にて述べた左側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０は、図１３にて示すごとく、入射段及び出射段の各凸レンズとして、入射側凸レンズ２３１及び出射側凸レンズ２３２を有している。当該出射側凸レンズ２３２は、上記第５実施形態とは異なり、光軸Ｌの方向に変位可能に設けられている。
【０１８０】
また、本第８実施形態では、上記第５実施形態にて述べた右側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０は、本第８実施形態における左側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０と同様に、入射段及び出射段の各凸レンズとして、入射側レンズ２３１及び出射側レンズ２３２を有している。また、当該出射側レンズ２３２は、光軸Ｌの方向に変位可能に設けられている。その他の構成は上記第５実施形態と同様である。
【０１８１】
以上のように構成した本第８実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１８２】
上記第５実施形態と同様に、左側板状反射素子Ａが、反射板１０の部分反射膜１２及び反射板２０の部分反射膜２２、２３により、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3をリレー光学系２３０の入射側凸レンズ２３１に向けて互いに水平列状に反射すると、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、図１３にて示すごとく、入射側凸レンズ２３１及び出射側レンズ２３２を通り光束状の平行画像光に変更されて左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて出射する。そして、当該各平行画像光は、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１８３】
このとき、観察者が、出射側凸レンズ２３２を、例えば、図１３にて図示破線で示す位置に変位させると、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが抑制される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１３にて図示実線で示す位置にあるときに比べて、図１３にて図示上方に変位する。
【０１８４】
また、逆に、観察者が、出射側凸レンズ２３２を、例えば、図１３に図示実線で示す位置よりも図示下方に変位させると、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが拡大される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１３にて図示実線で示す位置にあるときに比べて、図１３にて図示下方に変位する。
【０１８５】
このように、出射側凸レンズ２３２の位置を図１３にて図示上方或いは下方に変位させることで、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが調整される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１３にて図示実線で示す位置を基準に変位する。
【０１８６】
これによって、観察者は、左眼Ｉに対する平行画像光の結像位置を好みに応じて自由に調整し得る。
【０１８７】
また、同様に、観察者は、上述と同様に、右側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０の出射側凸レンズ２３２の位置を変位させることで、左眼Ｉの場合と同様に、右眼Ｉに対する平行画像光の結像位置を好みに応じて自由に調整し得る。
【０１８８】
以上のように、各リレー光学系２３０の出射側凸レンズ２３２の位置を調整することで、左右両眼Ｉへの２次元画像の結像位置を観察者の好みに応じて自由に調整できる。その結果、観察者は、左右両眼Ｉにより、２次元画像を、その好みに応じた結像位置にて、良好に視認できる。
（第９実施形態）
図１４は、本発明に係る画像表示装置の第９実施形態の要部を示している。この第９実施形態では、上記第７実施形態にて述べた左側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０は、図１４にて示すごとく、入射段及び出射段の両凸レンズとして、上記第８実施形態にて述べた入射側凸レンズ２３１及び出射側レンズ２３２を有している。当該出射側凸レンズ２３２は、上記第７実施形態とは異なり、光軸Ｌの方向に変位可能に支持されている。
【０１８９】
また、本第９実施形態では、上記第７実施形態にて述べた右側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０は、本第９実施形態における左側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０と同様に、入射側凸レンズ２３１及び出射側凸レンズ２３２を有している。ここで、当該出射側凸レンズ２３２は、光軸Ｌの方向に変位可能に設けられている。その他の構成は上記第７実施形態と同様である。
【０１９０】
以上のように構成した本第９実施形態において、左側板状反射素子Ａ及び左側光走査ユニットＣの各作動を例にとり説明する。
【０１９１】
上記第７実施形態と同様に、左側板状反射素子Ａが、反射板１０の部分反射膜１２及び反射板２０の部分反射膜２２、２３により、３本の反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3をリレー光学系２３０の入射側凸レンズ２３１に向けて互いに垂直列状に反射すると、各反射画像光Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、図１４にて示すごとく、入射側凸レンズ２３１及び出射側凸レンズ２３２を通り光束状の平行画像光に変更されて左眼Ｉの瞳孔Ｉａに向けて出射する。そして、当該各平行画像光は、左眼Ｉの瞳孔Ｉａを通りその網膜Ｉｂに２次元画像として結像される。
【０１９２】
このとき、観察者が、出射側凸レンズ２３２を、例えば、図１４にて図示破線で示す位置に変位させると、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが抑制される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１４にて図示実線で示す位置にあるときに比べて、図１４にて図示左方向に変位する。
【０１９３】
また、逆に、観察者が、出射側凸レンズ２３２を、例えば、図１４に図示実線で示す位置よりも図示右方に変位させると、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが拡大される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１４にて図示実線で示す位置にあるときに比べて、図１３にて図示右方に変位する。
【０１９４】
このように、出射側凸レンズ２３２の位置を図１４にて図示左方或いは右方に変位させることで、リレー光学系２３０からの平行画像光の広がりが調整される。これに伴い、当該平行画像光の結像位置は、出射側凸レンズ２３２が図１４にて図示実線で示す位置を基準に変位する。
【０１９５】
これによって、観察者は、左眼Ｉに対する平行画像光の結像位置を好みに応じて自由に調整し得る。
【０１９６】
また、同様に、観察者が、上述と同様に、右側光走査ユニットＣのリレー光学系２３０の出射側凸レンズ２３２の位置を変位させることで、左眼Ｉの場合と同様に、右眼Ｉに対する平行画像光の結像位置を好みに応じて自由に調整し得る。
【０１９７】
以上のように、各リレー光学系２３０の出射側凸レンズ２３２の位置を調整することで、左右両眼Ｉへの２次元画像の結像位置を観察者の好みに応じて自由に調整できる。その結果、観察者は、左右両眼Ｉにより、２次元画像を、その好みに応じた結像位置にて、良好に視認できる。
【０１９８】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記第１実施形態における左右両側板状反射素子Ａは、当該左右両側板状反射素子Ａにて各反射画像光のうち各両隣接反射画像光が互いに接触するように反射することに限らず、各両隣接反射画像光が互いに重なるように反射するようにしてもよい。
【０１９９】
この場合、反射板１０及び反射板２０の各板厚ｔは、上述した数８の式に基づき、上記第１実施形態にて述べた場合よりも中心間隔Ｓ12、Ｓ23を短くするように設定される。
（２）上記第１実施形態における左右両側板状反射素子Ａは、それぞれ反射板１０及び反射板２０の２つの反射板を有していることに限らず、３つ以上の反射板を有するようにしてもよい。その際、これらの反射板の増加にあわせて部分反射膜を増加するようにしてもよい。
（３）部分反射膜１３或いは２３に代えて、全反射膜を採用して、当該全反射膜に入射する画像光を全反射するようにしてもよい。
（４）上記第１実施形態における左右両側板状反射素子Ａの部分反射膜は、上述したクロム又はアルミニウム等の金属膜でもって形成されることに限らず、高屈折率及び低屈折率の各誘電体材料を交互に所定積層数だけ積層する誘電体多層膜でもって形成されてもよい。
【０２００】
これによれば、当該誘電体多層膜の画像光に対する吸収率が、上記第１実施形態にて述べた金属膜に比べて小さいことから、部分反射膜の反射率や透過率を高くし得る。従って、
上記反射素子は、各反射画像光を、部分反射膜による光吸収による損失を低減しつつ、効率よく出射させ得る。
（５）上記実施形態にて述べたように、左側板状反射素子Ａは、左側光走査ユニットＣにおけるリレー光学系２３０と左眼Ｉとの間、または垂直走査機構２２０とリレー光学系２３０との間に配置される構成に限ることなく、水平走査機構２００とリレー光学系２１０との間、またはリレー光学系２１０と垂直走査機構２２０との間に配置するようにしてもよい。
【０２０１】
また、上記実施形態にて述べたように、右側板状反射素子Ａは、右側光走査ユニットＣにおけるリレー光学系２３０と右眼Ｉとの間、または垂直走査機構２２０とリレー光学系２３０との間に配置される構成に限ることなく、水平走査機構２００とリレー光学系２１０との間、またはリレー光学系２１０と垂直走査機構２２０との間に配置するようにしてもよい。
（６）上記第１〜第４及び第６のいずれかの実施形態において、左右両側板状反射素子Ａに加えて、当該左右両側板状反射素子Ａと同様に構成された各左右両側板状反射素子を、左右両側光走査ユニットＣにおける各垂直走査機構２２０の垂直走査用反射板２２１の反射側と各リレー光学系２３０の入射側との双方を臨むようにそれぞれ配置するようにしてもよい。
【０２０２】
また、上記第５及び第７〜第９のいずれかの実施形態において、左右両側板状反射素子Ａに加えて、当該左右両側板状反射素子Ａと同様に構成された各左右両側板状反射素子を、左右両側光走査ユニットＣにおける各リレー光学系２３０の出射側と左右両眼Ｉの瞳孔Ｉａの入射側との双方を臨むようにそれぞれ配置するようにしてもよい。
【０２０３】
なお、上述のように追加される左右両側板状反射素子Ａは、それぞれ、１枚の反射板で構成されていてもよいし、２枚以上の反射板で構成されていてもよい。
（７）左右両側光走査ユニットＣに代えて、非走査画像光を出射する非走査ユニットを採用し、この非走査ユニットから出射される非走査画像光を左右両側板状反射素子Ａにて反射するようにしてもよい。
（８）上述した第８及び第９実施形態において、左右両側光走査ユニットＣの各リレー光学系２３０の出射側レンズ２３２は、共に一体的に変位するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】本発明に係る画像表示装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の左側装置本体及び左側光走査ユニットを左側板状反射素子及び左眼との関係において示す詳細ブロック図である。
【図３】上記第１実施形態において、リレー光学系から出射される平行画像光が左側板状反射素子により左眼に向けて水平列状に反射される状態を示す図である。
【図４】上記第１実施形態における左側板状反射素子の構成を示す図である。
【図５】上記第１実施形態において、左右両側板状反射板により反射される各反射画像光が同一の光強度を有するように各部分反射膜の反射率を決定し、また、当該反射画像光が互いに接触するように各反射板の板厚を決定するための説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態における左側板状反射素子の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態における左側板状反射素子の構成を示す図である。
【図８】上記第３実施形態において、左側板状反射素子に入射する平行画像光と各部分反射膜により反射される各反射画像光との関係を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態における左側板状反射素子の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態において、左側板状反射素子を左側光走査ユニットの垂直走査機構の反射側とリレー光学系の入射側との双方を臨むように配置する例を示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態において、左側板状反射素子を左側光走査ユニットのリレー光学系の出射側と左眼の瞳孔の入射側との双方を臨むように配置する例を示す図である。
【図１２】本発明の第７実施形態において、左側板状反射素子を左側光走査ユニットの垂直走査機構の反射側とリレー光学系の入射側との双方を臨むように配置する例を示す図である。
【図１３】本発明の第８実施形態において、左側板状反射素子を左側光走査ユニットの垂直走査機構の反射側とリレー光学系の入射側との双方を臨むように配置する構成において、リレー光学系の出射側レンズを変位可能に構成する例を示す図である。
【図１４】本発明の第９実施形態において、左側板状反射素子を左側光走査ユニットの垂直走査機構の反射側とリレー光学系の入射側との双方を臨むように配置する構成において、リレー光学系の出射側レンズを変位可能に構成する例を示す図である。
【符号の説明】
【０２０５】
Ａ…左右両側板状反射素子、Ｂ…左右両側装置本体、Ｃ…左右両側光走査ユニット、
Ｉｎ1、Ｉｎ2、Ｉｎ3…光強度、Ｌ…光軸、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3…反射画像光、ｔ…板厚、
ρ1、ρ2、ρ3…反射率、１０、１０ｂ、２０…反射板、１０ａ…接着層、
１２、１３、２３…部分反射膜、２００…水平走査機構、
２１０、２３０…リレー光学系、２２０…垂直走査機構、２３１…入射側凸レンズ、
２３２…出射側凸レンズ。
【図１】
2006053384.tif 000003
【図２】
2006053384.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006053384.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006053384.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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