(57)【要約】    【課題】  被走査面上での走査線間の隙間が認識されにくく、画像情報を良好に観察することができる画像表示装置を得ること。    【解決手段】  画像情報に基づいて光変調した光束を出射する光源手段と、該光源手段から出射した光束を２次元走査する走査手段と、該走査手段で走査された光束が入射する拡散作用をする被走査部材と、該光源手段と、該走査手段の動作を周期させて、該被走査部材上に画像を形成するように制御する制御手段とを有し、該被走査部材に形成される画像を観察する画像表示装置において、該走査手段と観察位置との間の光路中に入射光束を複数の光束に分割して出射させる光束分割手段を有すること。【選択図】  図１
2006317679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて光変調した光束を出射する光源手段と、該光源手段から出射した光束を２次元走査する走査手段と、該走査手段で走査された光束が入射する拡散作用をする被走査部材と、該光源手段と、該走査手段の動作を周期させて、該被走査部材上に画像を形成するように制御する制御手段とを有し、該被走査部材に形成される画像を観察する画像表示装置において、該走査手段と観察位置との間の光路中に入射光束を複数の光束に分割して出射させる光束分割手段を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光束分割手段は、前記走査手段と前記被走査部材との間の光路中に配置されていることを特徴とする請求項１の画像表示装置。
【請求項３】
前記光束分割手段は、該被走査部材上に入射する入射光束を複数の光束に分割して、同一平面内の複数方向に出射させる周期構造体より成ることを特徴とする請求項１又は２の画像表示装置。
【請求項４】
前記光束分割手段は、前記被走査部材上の画像端において、光束が該被走査部材上を走査して描く走査線の間隔が埋まるように入射光束を複数の光束に分割するように出射させていることを特徴とする請求項１、２又は３の画像表示装置。
【請求項５】
前記走査手段は、第１の方向に第１の周波数で光束を走査し、第１の走査方向と直交する第２の方向に第１の周波数よりも低い周波数の第２の周波数で光束を走査しており、第１の周波数は、走査手段の機械的な共振動作で生成され、走査の往路と復路において前記被走査部材上に画像を形成しており、前記光束分割手段は、該第２の方向に該被走査面に入射する入射光束を複数の光束に分割し、出射させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の画像表示装置。
【請求項６】
前記被走査面上の画像情報を観察する観察光学系を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の画像表示装置。
【請求項７】
被写体を撮像する撮像部と該撮像部で得られた画像を請求項１から６のいずれか１項の画像表示装置で表示することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びそれを有する撮像装置に関し、例えば光源手段から画像情報に基づいて光変調され出射した光束で所定面上を２次元にラスタ走査する走査手段（光走査手段ともいう。）を用いて、所定面上に２次元画像を表示し、該所定面上の画像を観察する際に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられている電子ビューファンダーシステムなどの画像表示装置では、透過型液晶や、反射型液晶などの２次元表示素子と接眼光学系とを組み合わせ、２次元表示素子上に形成される画像を接眼光学系で虚像として表示し観察するように構成されている。
【０００３】
近年、そのような画像表示装置では、表示される画像がより高精細であることが要求されている。このような要求に対して、前述の２次元表示素子では表示素子上に必要な画素数に対応する数の画素を製作しなければならないため、画素数が増えた分だけ画素欠陥が増加したり、２次元表示素子の大きさに対して相対的に画素が小さくなり製造が困難になるなどの問題があった。また、さらに液晶を利用した２次元表示素子では、液晶の応答速度が遅い為、動画像を表示した場合などに残像が残るなどの問題があった。
【０００４】
又、液晶などの２次元表示素子で形成される画像情報を観察するとき、液晶の画素構造が認識されてしまうことがある。
【０００５】
このときの画素構造が観察されないようにして観察画像の画質の低下を防止し、良好なる観察ができるようにした画像表示装置が知られている（特許文献１，２）。
【０００６】
特許文献１，２で開示されている手法は、液晶の画素構造を認識できなくするために、液晶に表示された画像を観察するための観察光学系（接眼光学系）中に、微細構造をもつ光学素子を配置することで画素構造を見えなくしている。
【０００７】
一方、２次元表示素子を用いる代わりに、光源手段からの画像情報に基づいて光変調された光束を２次元の走査が可能な光走査手段を用いて被走査面上を走査することにより画像を表示し、該画像を観察する走査型の画像表示装置が知られている（例えば特許文献３）。特許文献３は、赤色、青色、緑色の光束を走査手段で水平方向と垂直方向の２次元方向に走査し、光学系を介して網膜上に直接２次元画像を形成する技術を示している。
【０００８】
このような画像表示技術は、１つの光束を走査して画像を表示するために、２次元表示素子を用いた画像表示装置のように必要な解像度にあわせて複数の画素を形成した表示素子を用いる必要がなく、また原理的に画素欠陥というものが発生しないという特徴を有している。
【０００９】
このような走査手段を用いた画像表示装置を実現するにあたって、光走査手段として半導体プロセスを用いて製造された微小機械システム（Micro Electro Mechanical SYSTEM:以下MEMS技術という。）が知られている（例えば特許文献４、５）。ＭＥＭＳ技術で製造された光走査手段は、小型軽量でありかつ高速で動作可能なものであり、こうした特長が画像表示装置として適している。又頭部装着型表示装置用の画像表示装置用に用いる２次元走査手段としての2次元に走査可能なMEMS技術が知られている（例えば非特許文献１）。これらのMEMS技術による光走査手段は、光を反射する面をトーションバーなどで機械的に共振動作させ、その際に生じるねじれを利用して光を反射する面を傾斜させその反射面に入射する光を偏向し走査するものである。ねじれを利用するため、光を反射する面は回転ではなく揺動するものである。
【００１０】
これらの機械的な共振動作の基本的な周波数は、光走査手段の機械的寸法により決定される。さらに光走査手段には、静電気力、電磁力を発生するアクチュエータが取り付けられており、この発生力により共振駆動されることにより光走査手段を駆動するものである。
【００１１】
先の特許文献３などでは、こうした共振型の光走査手段を第１の方向とし、さらに第１の方向とは異なる第２の方向に光を走査する光走査手段を配置して２次元走査を実現している。
【特許文献１】特開平０６−１３０３７８号公報
【特許文献２】特開平０５−３０７１７４号公報
【特許文献３】米国特許第５４６７１０４号
【特許文献４】特開平０７−１７５００５号公報
【特許文献５】特開平０８−３３４７２３号公報
【非特許文献１】SPIE Conference ＃ 4407,19(Jun2001)                                  Wafer scale  packaging for a MEMS                                  video Scanner
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
共振動作を利用した走査型の画像表示装置における光走査手段は、往復運動により光束を第１の方向に対して走査を行い、さらに第１の方向と直交する第２の方向に走査することで２次元走査をおこなっている。この場合、第１の方向を往復運動させた場合、走査線の間が、第1の方向における走査端で１周期ごとに広がってしまい観察者に走査線の隙間が認識しやすくなってしまい、観察される画像の画質が低下するという問題が発生する。
【００１３】
走査線間の間隔を縮めるためには、共振周波数をあげ、走査線を密にするなどの方法がある。しかしながらこの方法は、走査手段に高精度な高速走査というより高い性能が求めることになり、その構成が複雑になってくる。
【００１４】
特許文献１、２等では、液晶などの２次元表示素子で形成される画像情報を観察するとき、液晶の画素構造が認識されてしまうことを防止する為に観察光学系（接眼光学系）中に、微小プリズムや回折格子等の微細構造をもつ光学素子を配置するというものである。      
【００１５】
しかしながら特許文献１、２では、表示手段として液晶の画素構造を見えなくするための構造である。また、特許文献１，２では、液晶表示素子を用いているために、画素欠陥があったりして観察画像の質が低下してくること、又応答速度が遅い為、動画像には必ずしも十分でない等の問題がある。
【００１６】
一方、光走査型の画像表示装置により形成された画像を観察するときに、被走査面（
観察面）上で認識される走査線および走査線の隙間を消すための手法はこれまでなされていなかった。
【００１７】
特許文献１，２で提案されている液晶などの２次元表示素子の画素構造が認識されないようにする微細構造体を用いる方法は、そのままの形で光走査型の画像表示装置に使うことはできない。
【００１８】
本発明は、走査手段で光束を２次元走査し、被走査面上に２次元走査画像情報を形成して観察するとき、被走査面上での走査線間の隙間が認識されにくく、画像情報を良好に観察することができる画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の画像表示装置は、画像情報に基づいて光変調した光束を出射する光源手段と、該光源手段から出射した光束を２次元走査する走査手段と、該走査手段で走査された光束が入射する拡散作用をする被走査部材と、該光源手段と、該走査手段の動作を同期させて、該被走査部材上に画像を形成するように制御する制御手段とを有し、該被走査部材に形成される画像を観察する画像表示装置において、該走査手段と観察位置との間の光路中に入射光束を複数の光束に分割して出射させる光束分割手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被走査面上での走査線間の隙間が認識されにくく、画像情報を良好に観察することができる画像表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明にかかる実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１の光走査型の画像表示装置の主要構成図である。図１において画像情報に基づいて光変調され光源101から射出した光は、光学系１０２を介して、２次元走査可能な走査手段１０３に入射する。走査手段１０３から射出した光は、光学系１０４で集光され、入射光を複数の光束に分割して出射させる光束分割手段１０５を介して、被走査部材１０６の拡散作用を有する被走査面上１０６ａに集光する。光源１０１の像（画像情報によって光変調された光束に基づく像）は、光学系１０２、走査手段１０３、光学系１０４を介して被走査面１０６ａ上に形成される。走査手段１０３は、入射した光を２次元方向に走査して、被走査面１０６ａ上に光源の像を２次元に形成する。光源１０１は、光源駆動手段１１１と電気的に接続されている。走査手段１０３は、第１の走査方向に走査するための駆動回路（駆動手段）１０９と第１の方向と直交する第２の走査方向に走査するための駆動回路（駆動手段）１１０の２つと電気的に接続されている。制御回路（制御手段）１１２は駆動回路１０９,１１０と光源駆動手段１１１の駆動を同期制御している。これにより、所定の映像信号に基づいて光変調し、放射される光源手段１０１からの光束で被走査面１０６ａ上を走査して、その面上に走査画像を表示している。
【００２３】
観察者は、接眼光学系１０７を介して、被走査面１０６ａ上に表示された画像を、アイポイント１０８の位置で虚像として観察する。
【００２４】
尚、接眼光学系１０７を用いず、被走査面１０６ａ上の画像を直接観察しても良い。
【００２５】
図２は、図１の被走査面１０６ａ上に画像を形成するときの画像表示方法の説明図である。図２は図１の光源１０１から被走査面１０６ａまでの構成を詳細に示している。図２において図１と同付番のものは、同一の機能を表す部材である。図２において、走査手段１０３の構成を説明する。
【００２６】
走査手段１０３は、半導体プロセスを利用して作成された反射型の走査手段である。１０３ａは、光を反射するための反射増加膜処理が施されている平面ミラー（走査面）である。平面ミラー１０３ａは、トーションバー１１５とトーションバー１１４とを介して基板に接続されている。走査手段１０３は電磁力や静電気力などを発生する不図示の駆動手段により駆動される。このとき平面ミラー１０３ａは、矢印１１３と矢印１１６の方向に傾き、入射した光を２次元方向に走査するように構成されている。
【００２７】
図２において、光束ｒａｙ１,ｒａｙ２,ｒａｙ３は、トーションバー１１４を軸として矢印１１６の方向に平面ミラー１０３ａが傾斜した場合に走査された光束の例を示したものである。
【００２８】
図２では、平面ミラー１０３ａは、矢印115方向（第1の方向）には、約２０kHzで共振駆動され、矢印（第２方向）116の方向に約６０Hzで駆動される。その結果として、被走査面１０６ａ上では、光束により矢印１１５方向に共振駆動された結果に生じる矢印１１８方向と矢印１１６方向に駆動された結果生じる矢印１１７方向の２つの方向にラスタスキャンされる。
【００２９】
図３は、被走査面１０６ａのラスタスキャンの説明図である。図２、図３では、わかりやすくするためにラスタスキャンの走査線の本数を減じて示している。
【００３０】
被走査面１０６ａ上には、走査線が、矢印１２０,１２１のように形成される。また、矢印１３７は帰線である。
【００３１】
矢印１１８方向の走査が共振動作（20kHz）の揺動となるために左右の画面端で点１３６のように走査点が重なる。被走査面１０６ａは、走査領域のうち、画像を表示するための有効走査領域１０６ｂとそれ以外の走査領域１０６ｃとに分かれている。有効走査領域１０６ｂの画面端１３５では、図示したように走査線の間隔が大きくなる部分が生じてしまう。
【００３２】
画面中央では、走査線の間隔が均等であるために走査線に対する光源像のスポットサイズ１１９を適当な大きさにすれば走査線の間隔を目立ちにくくすることができる。しかしながら、有効走査領域１０６ｂの端では、走査線の間隔が大きくなってしまうために走査線が観察者に認識されやすくなってくる。本実施例では、光束分割手段１０５でこの走査線の間隔が認識されにくくしている。
【００３３】
次に光束分割手段１０５の作用に関して説明する。
【００３４】
図４は、比較例として光束分割手段１０５を光路中に配置しない場合の被走査面１０６ａ上における光源像の説明図である。図４（ａ−１）、（ａ−２）は、画面中および画面端における、被走査面１０６ａ上の走査される光源像１２３、１２４の様子を示した説明図である。図４（ｂ）は、図３と同様にその様子の説明図である。
【００３５】
図５は、光束分割手段１０５ａを光路中に配置して光束を分割する作用を持たせた説明図である。図５（ａ−１），（ａ−２）は画面中(ａ-１)と画面端(ａ-２)における、被走査面１０６ａ上の走査される光源像１２５，１２７の様子を模式的に示した説明図である。図４（ｂ）の画面端では走査線１２０、１２１の間隔が広く、走査線が認識される。これに対して実施例１で用いている光束分割手段１０５上には、１次元の回折光学素子より成る光束分割構造１０５ａが形成されている。そして画面中(ａ-１)と画面端（ａ-２）では、回折作用が異なるように設計されており、画面中（ａ-１）では、０次回折光（１２５）の強度が高く、回折光（±１次光）（１２６）が低くなるように設定している。又画面端（ａ-２）では、回折光（１２８）の強度が高くなるように構成している。
【００３６】
この結果、図５（ｂ）に示したように画面の端で走査線１２０、１２１の間隔が光源像１２７、１２８で埋まるため観察者は走査線を認識することがなく、スムーズな画像を観察することができる。
【００３７】
図６は、光束分割手段１０５の構成の説明図である。図６(ａ)は、光束分割手段１０５の構成概要を示している。光束分割手段１０５は、矢印１１７の走査方向（副走査方向）に周期的構造体１２２を有する回折光学素子である。図６（ｂ−１）、（ｃ−１）は図６（ａ）中の断面１３１、１３２に対応する断面である。周期的構成１２２の回折光学素子は、それぞれ回折格子１３１ｓ、１３２ｓのように同じピッチの構造で深さが異なった構造をしている。図６では、二つの断面１３１,１３２を説明したが、光束分割手段１０５は、中心から端に向かうにしたがって深さが徐々に深くなってゆく回折格子より成っている。図６（ｂ−２）、（ｃ−２)は、光束分割手段１０５の回折作用を模式的に示したものである。回折光は、±１次光以下、２次、３次と生じるが本図では±１次光のみ記載している。画面中心付近では、図６（ｂ−１）に示したように、回折格子の深さが浅く、主とし０次光１２５のみが生じ１次元１２６の強度が小さくなるように構成されている。画面端では、図６（ｂ−２）に示したように、０次元１２７の他に、所定の強さの±１次光１２８が生ずるようにしている。回折光は、周期構造の方向に現われるので、走査線間の隙間を埋めるような効果がある。
【００３８】
実施例１においては走査手段１０３として、１つのデバイスで２次元に走査するデバイスを示したがこれに限定するものではなく、２つの走査手段を用いて互いに直交する方向に走査するようにしても良い。
【００３９】
実施例１においては、図６に示したように光束分割手段１０５として、共振動作により走査する方向に対して略垂直方向に周期構造を有する回折光学素子の他に、図７に示したように周期構造の回折格子１２２の方向を走査方向と傾けても良く、これによればモアレなどの発生を減ずることができる。
【００４０】
また、実施例１では、光束分割手段１０５として、周期構造のピッチが等しく場所によって深さが異なる構成を示したがこの他に、同一周期構造で、深さが全て同じに構成しても、走査線を観察者に認識させにくくするという効果を得ることができる。
【００４１】
また、図８に示したように画面中央と画面の端で回折格子１２２の格子ピッチを換えるように構成してもよい。画面中心付近では光束の分離幅を小さく設定して、画面端では、光束の分離幅を大きくするように構成してもよい。
【００４２】
実施例１では，光源１０１をひとつとして示したが、光源１０１を赤、青、緑色の変調可能な光源として構成すればフルカラーの画像を表示することが可能となる。さらに実施例１では、１つのビームが被走査面１０６ａ上を走査するように構成したが、複数の光源を配置して、被走査面を複数のビームが走査エリアを分割して走査するように構成しても同様の効果が得られる。
【００４３】
さらに実施例１では、被走査面１０６ａと走査手段１０３との光路の間に、光束分割手段１０５を配置したが、この位置に限定するものではなく、走査手段１０３と観察者のアイポイント１０８の間に所定の構造のものを配置すれば同様の効果が得られる。
【００４４】
図９は、図１において被走査面１０６ａ上に拡散作用を持たせている場合の作用の説明図である。
【００４５】
光源１０１の像は被走査面１０６ａ上に形成される。被走査面１０６ａには、拡散作用を発現するためのマイクロレンズアレイなどの微細構造が形成されている。図９に示したように、被走査面１０６ａに入射する光束１３６を拡散させてより発散角の大きな光束１３７に変換することで、観察者のアイポイント１０８における瞳径を大きくすることができる。
【００４６】
このような構成をとる場合、被走査面１０６ａよりもアイポイント１０８側に、光束分割手段１０５を配置しても同様の効果が得られるが観察者からその光束分割手段１０５の光束が見えてしまうなどの問題が発生する場合もある。このため、光束分割手段１０５は、走査手段１０３と被走査面１０６ａの間の光路に配置するのが望ましい。
【００４７】
実施例１においては、光束分割手段１０５として１次元の回折光学素子として構成したが２次元の回折光学素子によって構成しても、マイクロプリズムのような構造体によって構成してもよい。
【実施例２】
【００４８】
図１０は、本発明の実施例２の光走査型の画像表示装置の主要構成図である。実施例２は、光束分割手段２０５を光学系２０４と一体化した点が実施例１と異なる。光源２０１から射出した光は、光学系２０２を介して、走査手段２０３に入射する。走査手段２０３より射出した光は、光束分割手段２０５が形成された光学系２０４を介して、被走査部材２０６の拡散作用を有する被走査面上２０６ａに集光する。光源２０１の像は光学系２０２、走査手段２０３、光学系２０４を介して被走査面２０６ａ上に形成される。走査手段２０３は、実施例１の走査手段１０３と同様の構成より成っている。走査手段２０３は、入射した光を２次元方向に走査して、被走査面２０６ａ上に光源の像を２次元に形成する。光源２０１は、光源駆動手段２１１と電気的に接続されている。走査手段２０３は、第１の走査方向に走査するための駆動回路２０９と第２の走査方向に走査するための駆動回路２１０の２つと電気的に接続されている。制御回路２１２は駆動回路２０９,２１０,光源駆動手段２１１の動作の同期をとって制御される。これにより、実施例１と同様に所定の映像信号の画像を被走査面２０６ａ上に走査画像として表示している。観察者は、接眼光学系２０７を介して、被走査面２０６ａ上に表示された画像を、アイポイント２０８の位置で虚像として観察する。
【００４９】
実施例２では、走査手段２０３、光束分割手段２０５の作用は、実施例１に示した走査手段１０３と光束分割手段１０５の作用と同様である。
【００５０】
図１１は光束分割手段２０５の構成を示したものである。光学系２０４の表面（光通過面）２１３に光束分割手段２０５が形成されている。
【００５１】
実施例２のように、光学系２０４の表面などに光束分割手段２０５を複合化することで、構成部品を少なくし、小型化を実現している。さらに、界面の数が減るために光学系の透過率を向上させることができる。
【００５２】
実施例２では，光源２０１をひとつとして示したが、光源２０１を赤、青、緑色の変調可能な光源として構成すればフルカラーの画像を表示することが可能となる。さらに実施例２では、１つのビームが被走査面２０６ａ上を走査するように構成したが、複数の光源を配置して、被走査面を複数のビームが走査エリアを分割して走査するように構成しても良い。
【００５３】
さらに実施例２では、被走査面２０６ａと走査手段２０３との光路の間に、光束分割手段２０５を配置したが、これに限定するものではなく、走査手段２０３と観察者のアイポイント２０８の間に所定の構造のものを配置すれば同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００５４】
図１２は、本発明の実施例３の光走査型の画像表示装置の主要構成図である。実施例３は、走査手段からの光束を被走査面上に導光する光学系が反射型の光学部材で構成された場合である。
【００５５】
光源３０１から射出した光は、光学系３０２を介して、走査手段３０３に入射する。走査手段３０３より射出した光は、走査用の光学系３０４を構成する第１反射ミラー３０４ａと第２反射ミラー３０４ｂにより反射され、光束分割手段３０５を介して、被走査部材３０６の被走査面３０６ａ上に結像する。第１、第２の反射ミラー３０４ａ，３０４ｂは、回転対称軸を持たない自由曲面ミラーである。走査手段３０３からの光束は、光学系３０４を介して、拡散作用を有する被走査面上３０６ａに集光するように構成されている。光源３０１の像は被走査面３０６ａ上に形成される。走査手段３０３は、実施例１の走査手段１０３と同様の構成のものである。走査手段３０３は、入射した光を２次元方向に走査して、被走査面３０６ａ上に光源の像を２次元に形成している。光源３０１と走査手段３０３が同期をとって制御されることにより、所定の映像信号の画像を被走査面３０６ａ上に走査画像として表示している。観察者は、接眼光学系３０７を介して、被走査面３０６ａ上に表示された画像を、アイポイント３０８の位置から虚像として観察する。
【００５６】
実施例３では、走査手段３０３、光束分割手段３０５の作用は、実施例１に示した走査手段１０３と光束分割手段１０５の作用と同様である。
【００５７】
光束分割手段３０５は、実施例１と同様に光束で、走査線間の隙間を埋めるようにしている。
【００５８】
図１３は、実施例３の別の態様図である。図１３は、光束分割手段３０５を第２反射ミラー３０４ｂ上に構成したものである。図１３も、図１２同様に、走査手段３０３の走査方向のうち、走査する周波数の遅い断面の方向を示している。
【００５９】
実施例３は、実施例２に示したように、光学系３０４の第２反射ミラー３０４ｂの表面などに複合化することで、構成部品の削減および小型化が実現できる。さらに、界面の数が減るために光学系の透過率を向上させることができる。
【００６０】
実施例３では，光源３０１をひとつとして示したが、光源３０１を赤、青、緑色の変調可能な光源として構成すればフルカラーの画像を表示することが可能となる。さらに実施例３では、１つのビームが被走査面３０６ａ上を走査するように構成したが、複数の光源を配置して、被走査面を複数のビームが走査エリアを分割して走査するように構成しても良い。
【００６１】
さらに実施例３では、被走査面３０６ａと走査手段３０３との光路の間に、光束分割手段３０５を配置したが、これに限定するものではなく、走査手段３０３と観察者のアイポイント３０８の間に所定の構造のものを配置すれば同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００６２】
図１４は本発明の実施例４の光走査型の画像表示装置の主要構成図である。実施例４は、実施例３に比べて被走査面を反射型の面として構成した場合を示している。図１４の実施例４では、走査手段の２次元走査のうち、周波数の遅いほうの断面形状を示している。
【００６３】
光源４０１から射出した光は、光学系４０２、反射ミラー４１０を介して、走査手段４０３に入射する。走査手段４０３より射出した光は、走査用の光学系４０４を構成する第１反射ミラー４０４ａと片面４０９がハーフミラーとして機能する第２反射ミラー４０４ｂにより反射され、光束分割手段４０５を介して、拡散作用を有する反射型の被走査面４０６ａ上に結像する。
【００６４】
第１、第２の反射ミラー４０４ａ，４０４ｂは、回転対称軸を持たない自由曲面ミラーである。光学系４０４を介して、拡散作用を有する被走査面上４０６ａに集光するように構成されている。光源４０１の像は被走査面４０６ａ上に形成される。走査手段４０３は、実施例１の走査手段１０３と同様の構成のものである。走査手段４０３は、入射した光を２次元方向に走査するものであり、被走査面４０６ａ上を光源の像で２次元に走査する。光源４０１と走査手段４０３が同期をとって制御されることで所定の映像信号に対応した画像を被走査面４０６ａ上に走査画像として表示している。
【００６５】
被走査面４０６ａは反射型の像面であり、被走査面４０６ａで反射した光は，再度、光束分割手段４０５に入射して、第２の光学ミラー４０４ｂの方向に戻る。第２の光学ミラ-４０４ｂに再度入射した光の一部はハーフミラーとして反射するが、透過した光は第２の反射ミラーの裏面および接眼光学系４０７を介してアイポイント４０８に位置する観察者の眼に到達する。
【００６６】
観察者は、被走査面４０６ａ上に表示された画像を、アイポイント４０８に位置から虚像として観察する。被走査面４０６ａ上には、マイクロレンズアレイなどの微細な周期構造が形成されている。図１５は、被走査面４０６ａの構成図である。光束４１１は、被走査面４０６ａに入射する。被走査面４０６a上には微細構造４１３が形成されている。この微細構造４１３により回折されて、反射した光束は、光線４１２のように発散角が広がって反射する。これにより観察者が観察する瞳径を大きくしている。
【００６７】
実施例４では、走査手段４０３、光束分割手段４０５の作用は、実施例１に示した走査手段１０３と光束分割手段３０５の作用と同様である。
【００６８】
光束分割手段４０５の作用と構成に関しては、実施例１と同様に光束で走査線間の隙間を埋めるようにしている。
【００６９】
実施例４においては、光束分割手段４０５の位置を図１４に示したが、これに限定するものではなく、実施例３と同様に光学系４０４の表面に形成してもよい。
【００７０】
実施例４では，光源４０１をひとつとして示したが、光源４０１を赤、青、緑色の変調可能な光源として構成すればフルカラーの画像を表示することが可能となる。さらに実施例４では、１つのビームが被走査面４０６ａ上を走査するように構成したが、複数の光源を配置して、被走査面を複数のビームが走査エリアを分割して走査するように構成しても良い。
【００７１】
さらに実施例４では、被走査面４０６ａと走査手段４０３との光路の間に、光束分割手段４０５を配置したが、これに限定するものではなく、走査手段４０３と観察者のアイポイント４０８の間に所定の構造のものを配置しても良い。
【００７２】
光束分割手段として１次元の回折光学素子として構成したがマイクロプリズムのような構造体によって構成してもよい。特に、走査線の隙間を埋める方向に、光束を分割するような構成であれば同様の効果が得られる。
【００７３】
以上説明したように各実施例によれば、走査型の画像表示装置において走査線間の隙間が認識されにくいスムーズな画像を観察することができる。
【００７４】
特に光束分割手段を用いて入射光束を複数の光束に分割することで、走査線の隙間を埋めることができ、スムーズな画像を形成することができる。それにより観察者はより自然な画像を観察することができる。
【００７５】
又、光束分割手段を走査画像と走査手段との間の光路に配置することによって観察者に対して遠視側に配置されることとなり光束分割手段それ自身や光束分割手段の傷やその上のごみなども観察されにくくなる。
【００７６】
又、光束分割手段が、周期構造を有する光学素子より構成することによって周期的構造により発生する位相差の回折作用により光束が分岐することができる。また、周期的構造に起因する回折作用を利用することで、光束分割手段を薄く実現することができ装置全体を小型にすることができる。
【００７７】
走査手段が、第１の周波数を有する第１の走査方向と、第２の周波数を有する第２の走査方向に光束を走査し、第１の周波数は、第２の周波数よりも高い周波数で設定されかつ、第１の周波数は、走査手段の機械的な共振動作により駆動され、その往路と復路において描画するように構成し、光束分割手段は、第２の走査方向に主として光束を分割することによって、第２の走査が行われるために発生する第２の走査線の隙間を効果的に生めることができる。特に往路と復路の描画によって起因する被走査面上の画面の端における走査線の隙間を効果的に減ずることができる。
【００７８】
図１６は、図１に示す走査型の画像表示装置を搭載した撮像装置（ビデオカメラ、やデジタルカメラ）の構成概略図である。図１６において、表示部１０は、図１に記載の走査型の画像表示装置を簡略化して示している。図中、図１で示した筒番と同部材には同筒番を付している、１１は撮像部であり、撮像光学系１２、撮像光学系１２による像が形成される撮像素子（ＣＣＤ）１３、撮像素子１３を駆動制御する撮像素子駆動回路１４を有している。表示部１０と撮像部１１は、カメラ装置（撮像装置）１５に内包されており、機器制御回路１６により駆動制御される。
【００７９】
不図示の観察者は、撮像部１１により撮影された画像や撮像する機器制御回路１６を介して表示部１０の表示部駆動回路１１２に入力される、そして表示部１０の被走査面１０６に走査表示された画像をアイポイント１０８に位置した観察者の目１８により観察する。また、本撮像装置１５には、観察者のインターフェース部１７が接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１における光走査型の画像表示装置の全体構成の説明図
【図２】実施例１における光走査型の画像表示装置の主要部の概略構成図
【図３】被走査面の光走査を説明するための図
【図４】光束分割手段を配置しない場合の走査線の説明図
【図５】光束分割手段を配置した場合の走査線の説明図
【図６】光束分割手段の構成を示した説明図
【図７】光束分割手段の別様態の説明図
【図８】光束分割手段の別様態の説明図
【図９】実施例１の一部を変更したときの説明図
【図１０】実施例２における光走査型の画像表示装置の全体構成の説明図
【図１１】光束分割手段の構成の説明図
【図１２】実施例３における光走査型の画像表示装置の全体構成の説明図
【図１３】実施例３における光走査型の画像表示装置の別様態の全体構成の説明図
【図１４】実施例４における光走査型の画像表示装置の全体構成の説明図
【図１５】反射型拡散板の効果の説明図
【図１６】本発明の撮像装置の説明図
【符号の説明】
【００８１】
１０１  光源
１０２  光学系（光源光学系）
１０３  走査手段
１０４  光学系（走査光学系）
１０５  光束分割手段
１０６  被走査部材（１０６ａ 被走査面）
１０７  接眼光学系
１０８  アイポイント（瞳位置）
１０９  駆動回路
１１０  駆動回路
１１１  光源駆動回路
１１２  制御回路
１１３  矢印
１１４  トーションバー(梁)
１１５  トーションバー（梁）
１１６  矢印
１１７  走査方向
１１８  走査方向
１１９  光源像
１２０  走査線
１２１  走査線
１２２  微細構造
１２３  光源像
１２４  光源像
１２５  分割された場合の光源像の０次光
１２６  分割された場合の光源像の±１次光
１２７  分割された場合の光源像の０次光
１２８  分割された場合の光源像の±１次光
１２９  画面中心
１３０  有効領域端
１３５  画面中
１３６  画面端
１３７  帰線
２０１  光源
２０２  光学系（光源光学系）
２０３  走査手段
２０４  光学系（走査光学系）
２０５  光束分割手段
２０６  被走査部材（１０６ａ 被走査面）
２０７  接眼光学系
２０８  アイポイント（瞳位置）
２０９  駆動回路
２１０  駆動回路
２１１  光源駆動回路
２１２  制御回路
２１３  光束分割手段の格子
３０１  光源
３０２  光学系（光源光学系）
３０３  走査手段
３０４  光学系（走査光学系）
３０５  光束分割手段
３０６  被走査部材（１０６ａ 被走査面）
３０７  接眼光学系
３０８  アイポイント（瞳位置）
４０１  光源
４０２  光学系（光源光学系）
４０３  走査手段
４０４  光学系（走査光学系）
４０５  光束分割手段
４０６  被走査部材（１０６ａ 被走査面）
４０７  接眼光学系
４０８  アイポイント（瞳位置）
４０９  ハーフミラー面
４１０  ミラー
４１１  入射光束
４１２  射出光束
４１３  微細構造
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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