(57)【要約】【課題】画像表示装置の表示面における解像度を均一にすることを可能にする。【解決手段】光源部から出射された光を走査する光走査部と、走査された光を略平行光にする平行光生成部と、前記略平行光を屈折させるプリズムと、屈折させられた光の進行方向を変更する光方向変更部と、を備え、前記プリズムは、前記光源部から前記光方向変更部に至るまでの各光の光路長差を所定値より小さくする、画像表示装置が提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から出射された光を走査する光走査部と、
走査された光を略平行光にする平行光生成部と、
前記略平行光を屈折させるプリズムと、
屈折させられた光の進行方向を変更する光方向変更部と、を備え、
前記プリズムは、前記光源部から前記光方向変更部に至るまでの各光の光路長差を所定値より小さくする、
画像表示装置。
【請求項２】
前記プリズムは、ウェッジプリズムである、
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記ウェッジプリズムの頂角により前記光路長差が変わる、
請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記プリズムの材質は、ガラスまたは樹脂である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光走査部は、ＭＥＭＳミラーを備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記平行光生成部は、パラボラミラーを備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記平行光生成部は、コンデンサレンズを備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光方向変更部は、表面に反射型のグレーティング素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光方向変更部は、表面に直角プリズム形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記光方向変更部は、表面にプリズム形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光方向変更部は、表面にシリンドリカル形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光方向変更部は、表面に放物面形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記光方向変更部は、球面の凹レンズがアレイ状に配置された表面形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記光方向変更部は、放物面の凹レンズがアレイ状に配置された表面形状を有する反射型の光学素子を備える、
請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光は、レーザ光である、
請求項１から１４のいずれか１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】
より良好な画像を画像表示装置に表示させる技術が盛んに開発されている。例えば、以下の特許文献１には、画像表示装置の一種であるヘッドアップディスプレイにおいて、光源から出射された光の色収差をプリズムによって補正することで、より鮮明な画像を表示することができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８９７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている技術等によっては、画像表示装置の表示面における解像度を均一にすることができなかった。より具体的には、画像表示装置において、光源から出射された光が所定の光学系を経て表示面に到達するまでに、各光の光路長に差異が生じる。また、レーザ光のように指向性が強く、一見、真っ直ぐに伝播しているように見える光であっても、伝播とともにビーム径が一旦絞られ、その後、少しずつ拡がるという現象が発生する。したがって、レーザ光が用いられた場合、表示面に入射する各レーザ光の光路長に差異が生じることによって、表示面における各レーザ光のビーム径が異なるため、解像度が均一にならない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、表示面における解像度を均一にすることが可能な、新規かつ改良された画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光源部から出射された光を走査する光走査部と、走査された光を略平行光にする平行光生成部と、前記略平行光を屈折させるプリズムと、屈折させられた光の進行方向を変更する光方向変更部と、を備え、前記プリズムは、前記光源部から前記光方向変更部に至るまでの各光の光路長差を所定値より小さくする、画像表示装置が提供される。
【０００７】
本観点によれば、光源部から光方向変更部に至るまでの各光の光路長差を所定値より小さくすることができる。これにより、光方向変更部におけるビーム径の差異を所定値より小さくすることができる（換言すると、表示画像の解像度の差異を所定値より小さくすることができる）。
【０００８】
前記プリズムは、ウェッジプリズムであってもよい。
【０００９】
前記ウェッジプリズムの頂角により前記光路長差が変えられてもよい。
【００１０】
前記プリズムの材質は、ガラスまたは樹脂であってもよい。
【００１１】
前記光走査部は、ＭＥＭＳミラーを備えてもよい。
【００１２】
前記平行光生成部は、パラボラミラーを備えてもよい。
【００１３】
前記平行光生成部は、コンデンサレンズを備えてもよい。
【００１４】
前記光方向変更部は、表面に反射型のグレーティング素子を備えてもよい。
【００１５】
前記光方向変更部は、表面に直角プリズム形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００１６】
前記光方向変更部は、表面にプリズム形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００１７】
前記光方向変更部は、表面にシリンドリカル形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００１８】
前記光方向変更部は、表面に放物面形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００１９】
前記光方向変更部は、球面の凹レンズがアレイ状に配置された表面形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００２０】
前記光方向変更部は、放物面の凹レンズがアレイ状に配置された表面形状を有する反射型の光学素子を備えてもよい。
【００２１】
前記光は、レーザ光であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、画像表示装置の表示面における解像度を均一にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の画像表示装置の構成例を示す図である。
【図２】レーザ光のビーム径の変化について説明する図である。
【図３】従来の画像表示装置における、レーザ光のグレーティング素子３０への入射角θと、レーザ光の最大の光路長差ΔＯＰと、ビーム径の差と、の関係の具体例を示す表である。
【図４】本発明の実施例に係る画像表示装置１００の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る画像表示装置１００の構成例を示す図である。
【図６】レーザ光のグレーティング素子１５０への入射角θと、レーザ光の最大の光路長差ΔＯＰと、ウェッジプリズム１１０の頂角と、の関係の具体例を示す表である。
【図７】パラボラミラー１３０の代りにコンデンサレンズ１３１が使用された場合の構成例を示す図である。
【図８】パラボラミラー１３０の代りにコンデンサレンズ１３１が使用された場合の構成例を示す図である。
【図９】画像表示装置１００がヘッドアップディスプレイである場合における構成例を示す図である。
【図１０】画像表示装置１００がヘッドアップディスプレイである場合における構成例を示す図である。
【図１１】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１２】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１３】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１４】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１５】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１６】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【図１７】本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜１．背景＞
まず、図１を参照して、本発明の背景について説明する。
【００２６】
例えば、図１に示すように、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー１０と、パラボラミラー２０と、グレーティング素子３０と、を備える従来の画像表示装置が存在するとする。
【００２７】
ＭＥＭＳミラー１０は、各色のレーザ光（例えば、赤色光、緑色光または青色光等）の合成レーザ光を、反射型スクリーンであるグレーティング素子３０に走査する部材である。これにより、ＭＥＭＳミラー１０は、グレーティング素子３０の表面に表示画像を表示させることができる。
【００２８】
より具体的には、ＭＥＭＳミラー１０はパラボラミラー２０の焦点位置に配置され、ＭＥＭＳミラー１０から出射されたレーザ光は、パラボラミラー２０によって反射され、グレーティング素子３０へ入射する。このとき、パラボラミラー２０の焦点位置から出射された光がパラボラミラー２０上の各点で反射する場合、各反射光の進行方向はパラボラミラー２０の光軸２１に対して略平行になるという特徴を有する。互いに略平行となった反射光は、グレーティング素子３０に斜め方向から入射し、グレーティング素子３０によって、グレーティング素子３０の略正面方向に進行方向が変更される。グレーティング素子３０によって進行方向が変更されたレーザ光が所定の光学系を介してユーザの眼に伝達されることで、ユーザは表示画像を視認することができる。なお、図１においては、グレーティング素子３０は、正方形または長方形の表面を有するプレート状の素子であるとする。また、レーザ光のグレーティング素子３０への入射角はθと表されるとする。
【００２９】
ここで、図１に示した画像表示装置においては、レーザ光の光路長差によって、表示画像の解像度に差異が生じてしまう。より具体的には、パラボラミラー２０上の点Ａで反射され、グレーティング素子３０表面の端点ａに入射したレーザ光の光路長は、パラボラミラー２０上の点Ｂで反射され、グレーティング素子３０表面の端点ｂに入射したレーザ光の光路長よりもΔＯＰだけ長くなる。例えば、端点ａから端点ｂまでの長さＶが83.2[mm]であり、入射角θが50.0[deg]である場合、光路長差ΔＯＰは以下の式１によって約63.735[mm]と算出される。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
また、レーザ光のように指向性が強く、一見、真っ直ぐに伝播しているように見える光であっても、図２に示すように、伝播とともにビーム径が一旦絞られ、その後、少しずつ拡がるという現象が発生する。ここで、ビーム径が最も絞られた位置は「ビームウエスト」と呼称され、ビームウエストの前後のビーム径は互いに相似な関係に近似される。なお、ビームウエストにおけるビーム径はＷｏであるとする。
【００３２】
グレーティング素子３０の表面に生成される表示画像の解像度を可能な限り高くしようとする場合、グレーティング素子３０の表面にビームウエストが位置するように、各光学系が調整される必要がある。仮に、グレーティング素子３０の表面の中心点ｃ（端点ａと端点ｂ間の中心点）にビームウエストが位置するように調整されているとする。換言すると、中心点ｃにおけるビーム径はＷｏになるため、中心点ｃにおける表示画像の解像度は最も高くなる。一方、中心点ｃからΔOP/2だけ離れている端点ａおよび端点ｂにおけるビーム径は、図２に示すようにＷｏよりも大きいＷになる。これにより、端点ａおよび端点ｂにおける表示画像の解像度は中心点ｃよりも低くなる。これは、ビームウエストが中心点ｃ以外に位置した場合も同様であり、中心点ｃから離れる程、ビーム径が大きくなるため表示画像の解像度が低くなる。
【００３３】
ここで、理想的なガウシアンビームを想定した場合のビームウエストにおけるビーム径Ｗｏは、以下の式２により算出される。そして、ビームウエストからΔOP/2だけ離れた端点ａおよび端点ｂにおけるビーム径Ｗは、以下の式３により算出される。なお、式２のλは、レーザ光の波長を示している。
【００３４】
【数２】
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【００３５】
【数３】
2019066757.tif 000005
【００３６】
ここで、図３は、入射角θと、最大の光路長差ΔＯＰと、式２により算出されたビーム径Ｗｏと、式３により算出されたビーム径Ｗと、の関係の具体例を示す表である。例えば、入射角θが7.7[deg]となるように、レーザ光がグレーティング素子３０へ入射したとする。この場合、最大の光路長差ΔＯＰは11.171[mm]となり、ビームウエストにおけるビーム径Ｗｏは直径0.061[mm]となり、ビームウエストからΔOP/2だけ離れている点におけるビーム径Ｗは直径0.086[mm]となる。入射角θが大きくなるほど、グレーティング素子３０の表面におけるビーム径の差異が大きくなるため、表示画像がより不鮮明になる。なお、図３におけるビーム径Ｗｏおよびビーム径Ｗは、式２の波長λに所定値（約523[nm]）が代入されることで算出されている。
【００３７】
本件の発明者は、上記事情に鑑み本発明を創作するに至った。本発明に係る画像表示装置１００は、光源から出射された光を走査する光走査部（例えば、上記におけるＭＥＭＳミラー１０）と、走査された光を略平行光にする平行光生成部（例えば、上記におけるパラボラミラー２０）と、略平行光を屈折させるウェッジプリズムと、屈折させられた光の進行方向を変更する光方向変更部（例えば、上記におけるグレーティング素子３０）と、を備えており、ウェッジプリズムは各光の光路長差を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）。これによって、本発明に係る画像表示装置１００は、光方向変更部におけるビーム径の差異を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）ことができる。例えば、本発明に係る画像表示装置１００は、光方向変更部におけるビーム径を、ビームウエストにおけるビーム径Ｗｏに統一することができる。したがって、本発明に係る画像表示装置１００は、表示画像の解像度を可能な限り小さい値に統一することができる。以降では、本発明の実施例の詳細について説明していく。
【００３８】
＜２．実施例＞
上記では、本発明の背景について説明した。続いて、本発明の実施例について説明する。
【００３９】
本発明に係る画像表示装置１００は、例えば、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイまたはプロジェクター等を含むが、これらに限定されず、任意の画像表示装置１００を含み得る。以降では、本発明に係る画像表示装置１００がヘッドアップディスプレイである場合を一実施例として説明していく。
【００４０】
図４および図５に示すように、本実施例に係る画像表示装置１００は、ウェッジプリズム１１０と、ＭＥＭＳミラー１２０と、パラボラミラー１３０と、平面ミラー１４０と、グレーティング素子１５０と、を備える。そして、ウェッジプリズム１１０は、パラボラミラー１３０と、平面ミラー１４０との間に備えられる。
【００４１】
（ＭＥＭＳミラー１２０）
ＭＥＭＳミラー１２０は、各色のレーザ光（例えば、赤色光、緑色光または青色光等）の合成レーザ光を出射する光源部として機能する部材である。また、ＭＥＭＳミラー１２０は、水平方向および垂直方向の２軸に駆動して、出射したレーザ光を走査する光走査部としても機能する。以上によって、ＭＥＭＳミラー１２０は、後段のグレーティング素子１５０上に表示画像を投影することができる。なお、本実施例では、ＭＥＭＳミラー１２０が用いられる場合を一例として説明するが、ＭＥＭＳミラー１２０以外のレーザ光を出射可能な部材が用いられてもよい。また、レーザ光以外の何らかの光を出射可能な部材が用いられてもよい。ＭＥＭＳミラー１２０によって走査された光は、パラボラミラー１３０へ入射する。
【００４２】
（パラボラミラー１３０）
パラボラミラー１３０は、ＭＥＭＳミラー１２０によって走査された光を、互いに略平行な光にする平行光生成部として機能する部材である。上記のとおり、パラボラミラー１３０の焦点位置から出射された光が、パラボラミラー１３０上の各点で反射する場合、各反射光の進行方向はパラボラミラー１３０の光軸に対して平行になるという特徴を有する。そこで、ＭＥＭＳミラー１２０がパラボラミラー１３０の焦点位置に配置されることで、ＭＥＭＳミラー１２０から出射された光は、パラボラミラー１３０上で反射し、互いに略平行な光となる。
【００４３】
なお、ＭＥＭＳミラー１２０から出射された光を略平行な光にすることが可能であれば、パラボラミラー１３０以外の部材が使用されてもよい。例えば、図７および図８に示すように、パラボラミラー１３０の代りに、コンデンサレンズ１３１が用いられてもよい。また、もちろん、パラボラミラー１３０の代りに、コリメータレンズが用いられてもよい。互いに略平行にされたレーザ光は、ウェッジプリズム１１０へ入射する。
【００４４】
（ウェッジプリズム１１０）
ウェッジプリズム１１０は、パラボラミラー１３０によって反射された光を屈折させる部材である。これにより、ウェッジプリズム１１０は、ＭＥＭＳミラー１２０からグレーティング素子１５０に至るまでの各光の光路長差を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）ことができる。より具体的には、ウェッジプリズム１１０における光路長Ｌは、ウェッジプリズム１１０における経路長Ｄ（換言すると、光が通過する実際の長さ）とウェッジプリズム１１０が有する屈折率ｎによって以下の式４で算出される。
【００４５】
【数４】
2019066757.tif 000006
【００４６】
換言すると、ウェッジプリズム１１０が１より大きい屈折率ｎを有する場合、光路長Ｌは経路長Ｄよりも長くなる。本実施例においては、この原理を用いて、光路長（空気換算光路長）の差が、各レーザ光で略ゼロになる（または、所定値より小さくなる）ように、各部材の設置位置、設置角度およびウェッジプリズム１１０の頂角が決められる。
【００４７】
ここで、図６は、レーザ光のグレーティング素子１５０への入射角θと、最大の光路長差ΔＯＰと、ウェッジプリズム１１０の頂角と、の関係の具体例を示す表である。例えば、グレーティング素子１５０表面の端点から別の端点までの長さＶが83.2[mm]であり、レーザ光のグレーティング素子１５０への入射角θが50.0[deg]である場合、上記の式１によって、最大の光路長差ΔＯＰは63.735[mm]となる。そして、この光路長差ΔＯＰを略ゼロにするウェッジプリズム１１０の頂角は57.15[deg]に決まる。なお、図６はあくまで一例であり、各部材の設置位置および設置角度等によって各値は変化する。
【００４８】
また、屈折率が１より大きければ、ウェッジプリズム１１０の材質は特に限定されない。例えば、ウェッジプリズム１１０の材質はガラスまたは樹脂等であってもよい。ガラスは、樹脂に比べてアッベ数が大きい傾向にあるため、ガラスがウェッジプリズム１１０の材質として用いられることにより、レーザ光の波長差により生じる屈折率差を低減させることができる。また、ガラスは、樹脂に比べて容易に平面に加工され易いという特長も有する。
【００４９】
また、ウェッジプリズム１１０は、図４および図５に示すように、三角柱の形状を有するいわゆる三角プリズムであり、その頂角が直角ではないものを想定しているが、これに限定されない。より具体的には、各レーザ光の光路長差を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）ことができれば、頂角が直角であるいわゆる直角プリズムが使用されてもよいし、任意の多面体形状を有するプリズムが使用されてもよい。
【００５０】
ウェッジプリズム１１０を透過したレーザ光は、平面ミラー１４０へ入射する。
【００５１】
（平面ミラー１４０）
平面ミラー１４０は、ウェッジプリズム１１０を透過したレーザ光を反射して、グレーティング素子１５０へ入射させる部材である。平面ミラー１４０は、ウェッジプリズム１１０を透過した略平行なレーザ光を反射し、略平行な状態を維持しつつグレーティング素子１５０へ入射させる。平面ミラー１４０が用いられることによって、レーザ光がグレーティング素子１５０の表面に適切に入射することができる。
【００５２】
（グレーティング素子１５０）
グレーティング素子１５０は、その表面に所定の凹凸パターンを備え、平面ミラー１４０によって反射されたレーザ光の進行方向を回折現象により変更する光方向変更部として機能する部材である。例えば、グレーティング素子１５０は、１次回折光の進行方向がグレーティング素子１５０の略正面方向になるように、スリットの間隔およびアスペクト比が決められる。
【００５３】
なお、グレーティング素子１５０の材質は、特に限定されない。例えば、グレーティング素子１５０の表面には、所定の凹凸パターンを形成するワイヤーグリッドが用いられてもよい。また、グレーティング素子１５０の製造方法は特に限定されない。
【００５４】
（その他の構成）
本実施例に係る画像表示装置１００は、図９に示すように、グレーティング素子１５０の後段に、半透明のスクリーンであるコンバイナ１６０と、コンバイナ１６０にレーザ光を入射させる所定の光学系１６１と、を備えてもよい。これにより、画像表示装置１００は、ヘッドアップディスプレイとして機能することができる。コンバイナ１６０は、所定の光学系１６１を介して入射するレーザ光を用いて虚像を表示し、ユーザは当該虚像を視認することができる。
【００５５】
また、本実施例に係る画像表示装置１００は、図１０に示すように、グレーティング素子１５０と所定の光学系１６１との間にディフューザ１６２を備えていてもよい。これによって、グレーティング素子１５０から入射したレーザ光がディフューザ１６２上で像を結ぶため、ディフューザ１６２は２次結像面として機能する。そして、ディフューザ１６２が、入射したレーザ光を散乱させることで、表示画像を視認可能な領域である視域を拡大させることができる。なお、図９および図１０に示した構成は、あくまで一例であり、コンバイナ１６０、所定の光学系１６１およびディフューザ１６２の配置は適宜変更され得る。
【００５６】
なお、上記で説明してきた構成はあくまで一例であり、本実施例に係る画像表示装置１００の構成は係る例に限定されない。例えば、本実施例に係る画像表示装置１００は、平面ミラー１４０を備えていなくてもよい。より具体的には、各レーザ光がグレーティング素子１５０の表面に所定の入射角度θで入射可能であれば（かつ、各レーザ光の光路長差が略ゼロであれば）平面ミラー１４０は省略されてもよい。
【００５７】
また、上記のとおり、本発明はヘッドアップディスプレイ以外の任意の画像表示装置１００にも適用され得る。例えば、本発明に係る画像表示装置１００は、グレーティング素子１５０の後段に投射光学系を備えることによって、プロジェクターとして機能することもできる。このように、本発明に係る画像表示装置１００は、グレーティング素子１５０の後段に任意の光学系を備えることで、任意の画像表示装置１００として機能することができる。
【００５８】
＜３．変形例＞
上記では、本発明の実施例について説明した。続いて、図１１〜図１７を参照しながら、本発明の変形例として、光方向変更部のバリエーションについて説明する。
【００５９】
図１１には、光方向変更部として、上記で説明した反射型のグレーティング素子１５０が示されている。上記のとおり、グレーティング素子１５０は、所定の凹凸パターンを形成するワイヤーグリッド等を表面に備えている。そして、当該凹凸パターンにおけるスリットの間隔およびアスペクト比は、１次回折光の進行方向がグレーティング素子１５０の略正面方向になるように決められる。なお、グレーティング素子１５０によって変更されるレーザ光の進行方向は、グレーティング素子１５０の略正面方向に限定されず、画像表示装置１００の仕様によって適宜変更され得る。
【００６０】
図１２には、光方向変更部として、表面に直角プリズム形状を有する反射型の光学素子１５１が示されている。より具体的には、光学素子１５１は、底角が光方向変更部の略正面方向を向くように複数の直角プリズムが並べられたような形状を表面に備える素子である。光学素子１５１は、表面に形成された斜面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を所定の１方向へ変更することができる。
【００６１】
図１３には、光方向変更部として、表面にプリズム形状を有する反射型の光学素子１５２が示されている。より具体的には、光学素子１５２は、頂角が光方向変更部の略正面方向を向くように複数の三角プリズムが並べられたような形状を表面に備える素子である。光学素子１５２は、表面に形成された斜面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を所定の１方向へ変更することができる。
【００６２】
図１４には、光方向変更部として、表面にシリンドリカル形状を有する反射型の光学素子１５３が示されている。より具体的には、光学素子１５３は、表面が円柱の側面の一部が切り取られた形状（「シリンドリカル形状」とも呼称する）を有する素子である。光学素子１５３は、シリンドリカル形状の表面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を変更することができる。また、光学素子１５３は、表面にシリンドリカル形状を有するため、レーザ光を反射する位置によって反射後のレーザ光は複数の方向に進行する（散乱する）。したがって、光学素子１５３は、上記で説明したディフューザ１６２と同様に、視域を拡大させることが可能である。
【００６３】
図１５には、光方向変更部として、表面に放物面形状を有する反射型の光学素子１５４が示されている。より具体的には、光学素子１５４は、表面に任意の放物面形状を有する素子である。光学素子１５４は、放物面形状の表面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を変更することができる。また、光学素子１５４は、表面に放物面形状を有するため、レーザ光を反射する位置によって反射後のレーザ光は複数の方向に進行する（散乱する）。したがって、光学素子１５４も、光学素子１５３と同様に、視域を拡大させることが可能である。
【００６４】
図１６には、光方向変更部として、球面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有する反射型の光学素子１５５が示されている。光学素子１５５は、表面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を変更することができる。また、光学素子１５５は、球面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有するため、レーザ光を反射する位置によって反射後のレーザ光は複数の方向に進行する（散乱する）。したがって、光学素子１５５も、光学素子１５３と同様に、視域を拡大させることが可能である。
【００６５】
図１７には、光方向変更部として、放物面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有する反射型の光学素子１５６が示されている。光学素子１５６は、表面でレーザ光を反射することで、レーザ光の進行方向を変更することができる。また、光学素子１５６は、放物面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有するため、レーザ光を反射する位置によって反射後のレーザ光は複数の方向に進行する（散乱する）。したがって、光学素子１５６も、光学素子１５３と同様に、視域を拡大させることが可能である。
【００６６】
また、放物面の凹レンズ形状の表面は、略平行光を反射することで焦点位置に光を集める特性を有する。すなわち、放物面の凹レンズ形状の表面で反射されたレーザ光は、常に各放物面の焦点位置に集められるため、各放物面の焦点位置の集合により第２焦点面が生成される。これによって、画像表示装置１００は、複数の焦点面から表示画像が投影されているようにユーザに知覚させることができる。換言すると、画像表示装置１００は、レーザ光が光学素子１５６により反射される方向に合わせて時系列的に表示内容を制御することで３Ｄ表示を実現することもできる。
【００６７】
なお、図１１〜図１７を参照して説明した、光方向変更部として用いられる各部材の材質および製造方法は特に限定されない。
【００６８】
＜４．まとめ＞
以上で説明してきたように、本発明に係る画像表示装置１００は、光源から出射された光を走査する光走査部と、走査された光を略平行光にする平行光生成部と、略平行光を屈折させるウェッジプリズムと、屈折させられた光の進行方向を変更する光方向変更部と、を備えており、ウェッジプリズムは各光の光路長差を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）。これによって、本発明に係る画像表示装置１００は、光方向変更部におけるビーム径の差異を略ゼロにする（または、所定値より小さくする）ことができる。例えば、本発明に係る画像表示装置１００は、光方向変更部におけるビーム径を、ビームウエストにおけるビーム径Ｗｏに統一することができる。換言すると、本発明に係る画像表示装置１００は、表示画像の解像度を可能な限り小さい値に統一することができる。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７０】
１００    画像表示装置
１１０    ウェッジプリズム
１２０    ＭＥＭＳミラー
１３０    パラボラミラー
１３１    コンデンサレンズ
１４０    平面ミラー
１５０    グレーティング素子
１５１    表面に直角プリズム形状を有する反射型の光学素子
１５２    表面にプリズム形状を有する反射型の光学素子
１５３    表面にシリンドリカル形状を有する反射型の光学素子
１５４    表面に放物面形状を有する反射型の光学素子
１５５    球面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有する反射型の光学素子
１５６    放物面の凹レンズがアレイ状に配置されたような表面形状を有する反射型の光学素子
１６０    コンバイナ
１６１    所定の光学系
１６２    ディフューザ
【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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【図１７】
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