(57)【要約】【課題】光軸方向に隔たった２個の光学素子に入射した光をそれら２個の光学素子間の距離に応じて変調する技術において、それら２個の光学素子間の距離が温度変化に起因して変化することを抑制する。【解決手段】波面曲率変調器９０を、（ａ）光軸方向に隔たった集光レンズ９４および可動ミラー９６であって、それらから出射する光の波面曲率を、それら集光レンズおよび可動ミラー間の距離ｍに応じて変調するものと、（ｂ）それら集光レンズおよび可動ミラーに共通に設けられ、それらを支持するフレーム１５０と、（ｃ）そのフレームと、集光レンズおよび可動ミラーとの間に設けられ、フレームとは異なる線膨張係数を有することにより、当該波面曲率変調器の温度変化に起因する距離ｍの変化量を減少させる温度補償機構１６０とを含むものとする。【選択図】図３
2005338110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光の波面曲率を変調する波面曲率変調器であって、
前記入射した光の光軸方向に隔たった第１および第２の光学素子であって、それら光学素子の作用を受けてそれら光学素子から出射する光の波面曲率を、それら光学素子間の距離である光学素子間距離に応じて変調するものと、
それら第１および第２の光学素子に共通に設けられ、それら光学素子を支持するフレームと、
そのフレームと、前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方である対象光学素子との間に設けられ、前記フレームとは異なる線膨張係数を有することにより、当該波面曲率変調器の温度変化に起因する前記光学素子間距離の変化量を減少させる温度補償機構と
を含む波面曲率変調器。
【請求項２】
前記フレームは、自身の温度変化に起因する熱変形をフレーム熱変形として前記光軸方向に発生させ、かつ、そのフレーム熱変形が前記光学素子間距離を変化させ得る状態で、前記温度補償機構を介して前記対象光学素子に連結され、
前記温度補償機構は、自身の温度変化に起因する熱変形を温度補償機構熱変形として前記光軸方向に、前記フレームを基準にして相対的に発生させ、かつ、その温度補償機構熱変形が前記光学素子間距離を、前記フレーム熱変形に起因する変化とは逆向きに変化させ得る状態で、前記フレームと前記対象光学素子とを互いに連結する請求項１に記載の波面曲率変調器。
【請求項３】
前記フレームは、前記光軸方向に隔たった第１部分と第２部分とを含み、
前記第１の光学素子は、前記第１部分に支持され、
前記温度補償機構は、前記光軸方向に隔たった第３部分と第４部分とを有する１個の温度補償部材であって、前記第３部分において前記フレームの第２部分に、その第２部分に関して前記第１部分と同じ側に前記第４部分が位置するように連結されたものを含み、
前記第２の光学素子は、前記第４部分に支持された請求項２に記載の波面曲率変調器。
【請求項４】
前記フレームと前記温度補償部材とは、いずれも概して円筒状を成してそれらに共通の軸線方向に互いに相対的に伸縮可能に嵌合されている請求項３に記載の波面曲率変調器。
【請求項５】
前記軸線方向は、前記光軸方向と一致する請求項４に記載の波面曲率変調器。
【請求項６】
前記フレームは、前記光軸方向に隔たった第１部分と第２部分とを含み、
前記第１の光学素子は、前記第１部分に支持され、
前記温度補償機構は、線膨張係数が互いに異なる第１および第２の温度補償部材であって、各温度補償部材の連結部分同士において互いに連結されたものを含み、
それら第１および第２の温度補償部材の連結部分は、前記第２部分に関して前記第１部分と同じ側に配置され、
前記第１の温度補償部材は、自身の連結部分から前記光軸方向に、自身の連結部分に関して前記第２部分と同じ側に隔たった第３部分を含み、
前記第２の温度補償部材は、自身の連結部分から前記光軸方向に、自身の連結部分に関して前記第２部分と同じ側に隔たった第４部分を含み、
前記第１の温度補償部材は、前記第３部分において前記フレームの第２部分に連結され、
前記第２の光学素子は、前記第４部分に支持された請求項２に記載の波面曲率変調器。
【請求項７】
前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方は、支持部材を介して前記フレームと温度補償機構とのうち対応するものに支持されている請求項１ないし６のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【請求項８】
さらに、前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方を前記光軸方向に移動させることにより、前記光学素子間距離を変化させるアクチュエータを含む請求項１ないし７のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【請求項９】
前記第１の光学素子は、ミラーであり、
前記第２の光学素子は、収束レンズであり、
当該波面曲率変調器は、さらに、前記ミラーを前記光軸方向に移動させるアクチュエータを含み、前記ミラーは、そのアクチュエータを介して前記第１部分に支持され、
前記収束レンズは、前記第４部位に支持された請求項１ないし７のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【請求項１０】
前記第１の光学素子は、収束レンズであり、
前記第２の光学素子は、ミラーであり、
当該波面曲率変調器は、さらに、そのミラーを前記光軸方向に移動させるアクチュエータを含み、
前記ミラーは、そのアクチュエータを介して前記第４部分に支持され、
前記収束レンズは、前記第１部分に支持された請求項１ないし７のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【請求項１１】
光を観察者の網膜上において２次元的に走査することにより、画像を観察者の網膜上に直接に投影する網膜走査型ディスプレイであって、
光源と、
請求項１ないし１０のいずれかに記載の波面曲率変調器であって、前記光源から出射した光の波面曲率を変調するものと、
その変調された光を２次元的に走査する走査部と
を含む網膜走査型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸方向に隔たった２個の光学素子に入射した光をそれら２個の光学素子間の距離に応じて変調する技術に関するものであり、特に、それら２個の光学素子間の距離が温度変化に起因して変化することを抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光軸方向に隔たった２個の光学素子に入射した光の波面曲率をそれら光学素子間の距離に応じて変調する波面曲率変調器が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
その特許文献１には、この種の波面曲率変調器の一具体例が開示されている。この具体例においては、ミラーと収束レンズとが光軸方向に隔てて配置される。ミラーの光軸方向における位置がアクチュエータによって変化させられる。それらミラーと収束レンズとはそれぞれ、それらに共通のフレームに、ミラーにあってはアクチュエータを介して支持される。
【特許文献１】特開２００３−２９５１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の波面曲率変調器の温度は種々の要因によって変化する。例えば、ある波面曲率変調器が、温度が異なる複数の使用場所においてそれぞれ使用される場合には、その使用場所によってその波面曲率変調器の温度も異なることになる。また、その波面曲率変調器の使用場所が同じであっても、その使用場所における温度が時間と共に変化すれば、その波面曲率変調器の温度も時間と共に変化することになる。
【０００５】
このような温度変化は、例えば、入射光の波面曲率を変調する２個の光学素子を支持するフレームに熱変形（熱膨張および熱収縮）を発生させる。その熱変形により、それら光学素子間の距離が変化してしまう可能性があり、その結果、それら光学素子からの出射光の波面曲率の実際値が目標値からずれてしまう可能性もある。
【０００６】
このような事情を背景として、本発明は、光軸方向に隔たった２個の光学素子に入射した光をそれら２個の光学素子間の距離に応じて変調する技術において、それら２個の光学素子間の距離が温度変化に起因して変化することを抑制することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。
【０００８】
さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。
【０００９】
（１）  入射した光の波面曲率を変調する波面曲率変調器であって、
前記入射した光の光軸方向に隔たった第１および第２の光学素子であって、それら光学素子の作用を受けてそれら光学素子から出射する光の波面曲率を、それら光学素子間の距離である光学素子間距離に応じて変調するものと、
それら第１および第２の光学素子に共通に設けられ、それら光学素子を支持するフレームと、
そのフレームと、前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方である対象光学素子との間に設けられ、前記フレームとは異なる線膨張係数を有することにより、当該波面曲率変調器の温度変化に起因する前記光学素子間距離の変化量を減少させる温度補償機構と
を含む波面曲率変調器。
【００１０】
この波面曲率変調器においては、入射光の波面曲率を変調するための２個の光学素子を支持するフレームと、それら光学素子のうちの少なくとも一方である対象光学素子との間に、温度補償機構が設けられる。この温度補償機構は、そのフレームとは異なる線膨張係数を有することにより、当該波面曲率変調器の温度変化に起因する、それら２個の光学素子間の距離（以下、「光学素子間距離」という。）の変化量を減少させる。
【００１１】
したがって、この波面曲率変調器によれば、温度補償機構の熱変形を利用することにより、温度変化に起因する光学素子間距離の変化量が減少させられる。その結果、温度変化にもかかわらず、２個の光学素子からの出射光の波面曲率の実際値がより安定させられ、さらに、その実際値が目標値により正確に一致させられることになる。
【００１２】
（２）  前記フレームは、自身の温度変化に起因する熱変形をフレーム熱変形として前記光軸方向に発生させ、かつ、そのフレーム熱変形が前記光学素子間距離を変化させ得る状態で、前記温度補償機構を介して前記対象光学素子に連結され、
前記温度補償機構は、自身の温度変化に起因する熱変形を温度補償機構熱変形として前記光軸方向に、前記フレームを基準にして相対的に発生させ、かつ、その温度補償機構熱変形が前記光学素子間距離を、前記フレーム熱変形に起因する変化とは逆向きに変化させ得る状態で、前記フレームと前記対象光学素子とを互いに連結する（１）項に記載の波面曲率変調器。
【００１３】
この波面曲率変調器においては、フレームの熱変形が光学素子間距離に変化を与え得る構造のもとに、フレームと対象光学素子との間に温度補償機構が配置される。この温度補償機構は、自身の温度変化に起因する熱変形を温度補償機構熱変形として光軸方向に、フレームを基準にして相対的に発生させる。この温度補償機構は、さらに、その温度補償機構熱変形が光学素子間距離を、フレーム熱変形に起因する変化とは逆向きに変化させ得る状態で、フレームと対象光学素子とを互いに連結する。
【００１４】
したがって、この波面曲率変調器によれば、温度補償機構の熱変形により、フレーム熱変形が光学素子間距離に与える影響が少なくとも部分的にキャンセルされるため、フレーム熱変形の割に、それに起因する光学素子間距離の変化量が少なくて済む。
【００１５】
（３）  前記フレームは、前記光軸方向に隔たった第１部分と第２部分とを含み、
前記第１の光学素子は、前記第１部分に支持され、
前記温度補償機構は、前記光軸方向に隔たった第３部分と第４部分とを有する１個の温度補償部材であって、前記第３部分において前記フレームの第２部分に、その第２部分に関して前記第１部分と同じ側に前記第４部分が位置するように連結されたものを含み、
前記第２の光学素子は、前記第４部分に支持された（２）項に記載の波面曲率変調器。
【００１６】
この波面曲率変調器によれば、前記（２）項に係る波面曲率変調器の一具体例が提供される。
【００１７】
（４）  前記フレームと前記温度補償部材とは、いずれも概して円筒状を成してそれらに共通の軸線方向に互いに相対的に伸縮可能に嵌合されている（３）項に記載の波面曲率変調器。
【００１８】
この波面曲率変調器によれば、温度変化に起因する光学素子間距離の変化を抑制するために温度補償部材が当該波面曲率変調器に追加されるにもかかわらず、その温度補償部材がフレームに、同軸的な嵌合構造によってコンパクトに組み付けられる。その結果、温度補償部材の追加によって当該波面曲率変調器がそれほど大型化せずに済む。
【００１９】
（５）  前記軸線方向は、前記光軸方向と一致する（４）項に記載の波面曲率変調器。
【００２０】
この波面曲率変調器によれば、フレームと温度補償部材とに共通の軸線方向、すなわち、それらフレームと温度補償部材との嵌合方向が光軸方向と一致しない場合に比較し、設計上、軸線の数が減少するため、フレームと温度補償部材との組付け構造を単純化することが容易となる。さらに、フレームと温度補償部材との間における相対的な伸縮量がダイレイクトに、光軸方向における光学素子間距離の変化量に結び付くため、その相対的な伸縮量と光学素子間距離の変化量との対応関係を調整することが容易となる。
【００２１】
（６）  前記フレームは、前記光軸方向に隔たった第１部分と第２部分とを含み、
前記第１の光学素子は、前記第１部分に支持され、
前記温度補償機構は、線膨張係数が互いに異なる第１および第２の温度補償部材であって、各温度補償部材の連結部分同士において互いに連結されたものを含み、
それら第１および第２の温度補償部材の連結部分は、前記第２部分に関して前記第１部分と同じ側に配置され、
前記第１の温度補償部材は、自身の連結部分から前記光軸方向に、自身の連結部分に関して前記第２部分と同じ側に隔たった第３部分を含み、
前記第２の温度補償部材は、自身の連結部分から前記光軸方向に、自身の連結部分に関して前記第２部分と同じ側に隔たった第４部分を含み、
前記第１の温度補償部材は、前記第３部分において前記フレームの第２部分に連結され、
前記第２の光学素子は、前記第４部分に支持された（２）項に記載の波面曲率変調器。
【００２２】
この波面曲率変調器においては、温度補償機構が、互いに連結された２つの温度補償部材を含むように構成され、かつ、一方の温度補償部材の熱変形の影響が、他方の温度補償部材の熱変形の影響とは逆向きに、光学素子間距離に現れる。すなわち、例えば、２つの温度補償部材の熱変形量の差が光学素子間距離に現れるのである。
【００２３】
したがって、この波面曲率変調器によれば、互いに連結された２つの温度補償部材全体のみかけの線膨張係数（すなわち、温度補償機構の線膨張係数）を、例えば、それら２つの温度補償部材の２つの線膨張係数のうちのいずれよりも小さくなるように設定することが可能となる。この事実から明らかなように、この波面曲率変調器によれば、温度補償機構を単一の線膨張係数を有する単一の温度補償部材によって構成する場合より、温度補償機構の線膨張係数を、２つの温度補償部材個々の線膨張係数の組合せ次第で、比較的自由に設定することが可能となる。
【００２４】
（７）  前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方は、支持部材を介して前記フレームと温度補償機構とのうち対応するものに支持されている（１）ないし（６）項のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【００２５】
（８）  さらに、前記第１および第２の光学素子のうちの少なくとも一方を前記光軸方向に移動させることにより、前記光学素子間距離を変化させるアクチュエータを含む（１）ないし（７）項のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【００２６】
（９）  前記第１の光学素子は、ミラーであり、
前記第２の光学素子は、収束レンズであり、
当該波面曲率変調器は、さらに、前記ミラーを前記光軸方向に移動させるアクチュエータを含み、前記ミラーは、そのアクチュエータを介して前記第１部分に支持され、
前記収束レンズは、前記第４部位に支持された（１）ないし（７）項のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【００２７】
（１０）  前記第１の光学素子は、収束レンズであり、
前記第２の光学素子は、ミラーであり、
当該波面曲率変調器は、さらに、そのミラーを前記光軸方向に移動させるアクチュエータを含み、
前記ミラーは、そのアクチュエータを介して前記第４部分に支持され、
前記収束レンズは、前記第１部分に支持された（１）ないし（７）項のいずれかに記載の波面曲率変調器。
【００２８】
（１１）  光を観察者の網膜上において２次元的に走査することにより、画像を観察者の網膜上に直接に投影する網膜走査型ディスプレイであって、
光源と、
（１）ないし（１０）項のいずれかに記載の波面曲率変調器であって、前記光源から出射した光の波面曲率を変調するものと、
その変調された光を２次元的に走査する走査部と
を含む網膜走査型ディスプレイ。
【００２９】
この網膜走査型ディスプレイによれば、前記（１）ないし（１０）項のいずれかに係る波面曲率変調器を用いることにより、光源から出射した光の波面曲率が変調されるため、その変調された波面曲率の温度依存性が低減する。その結果、変調された波面曲率の実際値の安定性および精度が向上し、ひいては、画像の再現性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
図１には、本発明の第１実施形態に従う網膜走査型ディスプレイ（以下、「ＲＳＤ」と略称する。）が系統的に表されている。このＲＳＤは、レーザビームを観察者の眼１０の瞳孔１２を経て網膜１４上に投影することにより、表示対象を虚像によって観察者に視認させる形式の画像表示装置である。具体的には、このＲＳＤは、レーザビームを、それの波面および強度を適宜変調しつつ、瞳孔１２を経て網膜１４の結像面上に入射させ、その結像面上においてレーザビームを２次元的に走査することにより、その網膜１４上に画像を直接に投影する。
【００３２】
図１に示すように、このＲＳＤは、光源ユニット２０を備え、その光源ユニット２０と観察者の眼１０との間において波面変調光学系２２と走査装置２４とをそれらの順に並んで備えている。
【００３３】
光源ユニット２０は、３原色（ＲＧＢ）を有する３つのレーザビームを１つのレーザビームに集束して任意色のレーザビームを生成するために、赤色のレーザビームを発するＲレーザ３０と、緑色のレーザビームを発するＧレーザ３２と、青色のレーザビームを発するＢレーザ３４とを備えている。各レーザ３０，３２，３４は、例えば、半導体レーザとして構成することが可能である。
【００３４】
各レーザ３０，３２，３４から出射したレーザビームは、それらを合成するために、各コリメート光学系４０，４２，４４によって平行光化された後に、波長依存性を有する各ダイクロイックミラー５０，５２，５４に入射させられ、それにより、各レーザビームが波長に関して選択的に反射・透過させられる。
【００３５】
具体的には、Ｒレーザ３０から出射した赤色レーザビームは、コリメート光学系４０によって平行光化された後に、ダイクロイックミラー５０に入射させられる。Ｇレーザ３２から出射した緑色レーザビームは、コリメート光学系４２を経てダイクロイックミラー５２に入射させられる。Ｂレーザ３４から出射した青色レーザビームは、コリメート光学系４４を経てダイクロイックミラー５４に入射させられる。
【００３６】
それら３つのダイクロイックミラー５０，５２，５４にそれぞれ入射した３原色のレーザビームは、それら３つのダイクロイックミラー５０，５２，５４を代表する１つのダイクロイックミラー５０に最終的に入射して集束され、その後、結合光学系５６によって集光される。
【００３７】
以上、光源ユニット２０のうち光学的な部分を説明したが、以下、電気的な部分を説明する。
【００３８】
光源ユニット２０は、信号処理回路６０を備えている。信号処理回路６０は、外部から供給された映像信号に基づき、各レーザ３０，３２，３４を駆動するための信号処理と、後述の、レーザビームの波面を変調するための信号処理と、後述の、レーザビームの走査を行うための信号処理とを行うように設計されている。
【００３９】
各レーザ３０，３２，３４を駆動するため、信号処理回路６０は、外部から供給された映像信号に基づき、網膜１４上に投影すべき画像上の各画素ごとに、レーザビームにとって必要な色と強度とを実現するために必要な駆動信号を、各レーザドライバ７０，７２，７４を介して各レーザ３０，３２，３４に供給する。
【００４０】
以上説明した光源ユニット２０は、結合光学系５６においてレーザビームを出射する。そこから出射したレーザビームは、光伝送媒体としての光ファイバ８２と、その光ファイバ８２の後端から放射させられるレーザビームを平行光化するコリメート光学系８４とをそれらの順に経て波面変調光学系２２に入射する。
【００４１】
この波面変調光学系２２は、光源ユニット２０から出射したレーザビームの波面（波面曲率）を、網膜１４上に投影すべき画像上の各画素に応じて変調する光学系であり、波面曲率変調器９０を備えている。
【００４２】
波面曲率変調器９０は、概念的に説明すれば、収束レンズとそれの光軸上において変位可能なミラーとの組合せを主体として構成されている。図１および図２には、この波面曲率変調器９０の概略的な構成が示され、一方、図３には、その具体的な構成の一例が示されているが、まず、図１および図２を参照してその概略的な構成を説明する。
【００４３】
図２に示すように、波面曲率変調器９０は、コリメート光学系８４から出射したレーザビームが入射するビームスプリッタ９２と、そのビームスプリッタ９２において反射してそこから出射したレーザビームを集光する収束レンズ９４とを備えている。
【００４４】
この波面曲率変調器９０は、さらに、その収束レンズ９４から出射したレーザビームを反射する平面ミラーであるミラー９６と、そのミラー９６の位置を光軸上において変化させるアクチュエータ９８とを備えている。アクチュエータ９８の一例は、圧電素子を利用する形式である。このアクチュエータ９８は、信号処理回路６０から入力された奥行き信号（Ｚ信号）に応じてミラー９６の位置を移動させることにより、波面曲率変調器９０から出射するレーザビームの波面曲率を変調する。
【００４５】
以上のように構成された波面曲率変調器９０においては、図２に示すように、コリメート光学系８４から入射したレーザビームがビームスプリッタ９２で反射し、その反射光は収束レンズ９４を通過してミラー９６において反射する。そのミラー９６からの反射光は、収束レンズ９４を通過し、その後、ビームスプリッタ９４を透過して走査装置２４へ向かう。
【００４６】
この波面曲率変調器９０は、アクチュエータ９８を用いて収束レンズ９４とミラー９６との間隔ｄｃを変更することによって、コリメート光学系８４から入射して走査装置２４へ向かうレーザビームの波面曲率を変更する。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、間隔ｄｃが予め定められた初期値ｄｃ０に一致する場合には、コリメート光学系８４から入射したレーザビームは、ミラー９６の反射面上において集光して反射する。その反射したレーザビームは、収束レンズ９４を経て、コリメート光学系８４から入射したときと同じ波面曲率を有する平行光Ｌ１として走査装置２４へ向かう。
【００４８】
これに対し、図２（ｂ）に示すように、間隔ｄｃが初期値ｄｃ０より短い距離ｄｃ１に変化した場合には、コリメート光学系８４から入射したレーザビームは、ミラー９６が収束レンズ９４の焦点より収束レンズ９４に近い位置に位置するため、レーザビームの集光前にミラー９６の反射面で反射する。その反射したレーザビームは、ミラー９６から距離（ｄｃ０−ｄｃ１）だけ進んだ位置で集光し、その後、コリメート光学系８４から入射したときより拡散した、波面曲率の大きな拡散光、すなわち、曲率半径の小さな拡散光Ｌ２となり、収束レンズ９４を経て走査装置２４へ向かう。
【００４９】
以上要するに、波面曲率変調器９０から走査装置２４へ向かうレーザビームは、間隔ｄｃが短くなるほど曲率半径が小さくなる。本実施形態においては、間隔ｄｃの初期値ｄｃ０が４ｍｍに設定されており、間隔ｄｃをその初期値ｄｃ０から３０μｍ狭めていく間に、レーザビームの曲率半径が最大値（例えば、１０ｍ）から最小値（例えば、２０ｃｍ）まで変化するようにこのＲＳＤが構成されている。
【００５０】
一般に、レーザビームの波面の曲率半径は、波面曲率の逆数で表され、レーザビームに基づく虚像は、この曲率半径が小さいほど観察者に近い位置に観察者によって認識される。したがって、虚像は、アクチュエータ９８により間隔ｄｃが短くされるほど観察者に近い位置に観察者によって認識されることとなる。
【００５１】
以上のように構成された波面変調光学系２２から出射したレーザビームは、図１に示すように、前述の走査装置２４に入射する。この走査装置２４は、水平走査系１００と垂直走査系１０２とを備えている。
【００５２】
水平走査系１００は、表示すべき画像の１フレームごとに、レーザビームを水平な複数の走査線に沿って水平にラスタ走査する水平走査を行う光学系である。これに対し、垂直走査系１０２は、表示すべき画像の１フレームごとに、レーザビームを最初の走査線から最後の走査線に向かって垂直に走査する垂直走査を行う光学系である。
【００５３】
具体的に説明するに、水平走査系１００は、本実施形態においては、機械的偏向を行う一方向回転ミラーとしてポリゴンミラー１０４を備えている。このポリゴンミラー１０４は、それに入射したレーザビームの光軸と交差する回転軸線まわりに図示しないモータによって高速で回転させられる。このポリゴンミラー１０４の回転は、信号処理回路６０から供給される水平同期信号に基づいて制御される。
【００５４】
ポリゴンミラー１０４は、回転軸線のまわりに並んだ複数の反射面１０６を備えており、入射レーザビームが１つの反射面１０６を通過するごとに１回偏向が行われる。その偏向されたレーザビームは、リレー光学系１１０によって垂直走査系１０２に伝送される。本実施形態においては、リレー光学系１１０が光路上において複数個の光学素子１１２，１１４を並んで備えている。
【００５５】
このＲＳＤは、ビームディテクタ１２０を定位置に備えている。ビームディテクタ１２０は、ポリゴンミラー１０４によって偏向されたレーザビームを検出することにより、そのレーザビームの主走査方向（水平走査方向）における位置を検出するために設けられている。ビームディテクタ１２０の一例は、ホトダイオードである。
【００５６】
ビームディテクタ１２０は、走査されたレーザビームが所定の位置に到達したことを示す信号をＢＤ信号として出力し、その出力されたＢＤ信号は信号処理回路６０に供給される。このビームディテクタ１２０から出力されたＢＤ信号に応答し、信号処理回路６０は、ビームディテクタ１２０がレーザビームを検出した時期から設定時間が経過するのを待って、必要な駆動信号を各レーザドライバ７０，７２，７４に供給する。これにより、各走査線ごとに、画像表示開始タイミングが決定され、その決定された画像表示開始タイミングで画像表示が開始される。
【００５７】
以上、水平走査系１００を説明したが、垂直走査系１０２は、機械的偏向を行う揺動ミラーとしてのガルバノミラー１３０を備えている。ガルバノミラー１３０には、水平走査系１００から出射したレーザビームがリレー光学系１１０によって集光されて入射するようになっている。このガルバノミラー１３０は、それに入射したレーザビームの光軸と交差する回転軸線まわりに揺動させられる。このガルバノミラー１３０の起動タイミングおよび回転速度は、信号処理回路６０から供給される垂直同期信号に基づいて制御される。
【００５８】
以上説明した水平走査系１００と垂直走査系１０２との共同により、レーザビームが２次元的に走査され、その走査されたレーザビームによって表現される画像が、リレー光学系１４０を経て観察者の眼１０に照射される。本実施形態においては、リレー光学系１４０が光路上において複数個の光学素子１４２，１４４を並んで備えている。
【００５９】
ここで、波面曲率変調器９０の具体的な構成を図３を参照して説明する。
【００６０】
図３に示すように、波面曲率変調器９０は、光軸方向に延びる表面を有するベース１５０を、収束レンズ９４とミラー９６とに共通のフレームとして備えている。このベース１５０は、このＲＳＤにおける他の光学要素、例えば、光源ユニット２０や走査装置２４に共用されるものとすることが可能である。このベース１５０に温度補償板１６０が重ね合わせられている。温度補償板１６０は、それの一端部（図３において左側の端部）に位置する連結点Ｘにおいて、連結具としての連結ピン１６２により、ベース１５０と連結されている。したがって、温度補償板１６０は、温度変化に起因して熱変形すれば、連結点Ｘを基準にして相対的に伸縮することになる。この温度補償板１６０の機能は後に詳述する。
【００６１】
図３に示すように、この波面曲率変調器９０は、収束レンズ９４を保持する収束レンズユニット１７０と、ミラー９６を保持するミラーユニット１７２とを備えている。それら収束レンズユニット１７０とミラーユニット１７２とは、光軸方向に隔たった状態で、温度補償板１６０に取り付けられている。
【００６２】
本実施形態においては、それら収束レンズユニット１７０とミラーユニット１７２とのうちの収束レンズユニット１７０は連結点Ｘに近接して配置され、一方、ミラーユニット１７２は連結点Ｘから離間して配置されている。すなわち、収束レンズユニット１７０と温度補償板１６０との連結点Ａは連結点Ｘに近接して配置され、一方、ミラーユニット１７２と温度補償板１６０との連結点Ｂは連結点Ｘから離間して配置されているのである。その結果、温度補償板１６０が熱変形した場合に連結点Ａに発生する、連結点Ｘからの変位は、無視できるほどに小さい。
【００６３】
収束レンズユニット１７０は、温度補償板１６０に固定された基板１７４と、その基板１７４から光軸方向に片持ち状に延びる収束レンズホルダ１７６とを備えている。その収束レンズホルダ１７６は、光軸上において収束レンズ９４を固定的に保持している。それら基板１７４と収束レンズホルダ１７６とには、図示しないが、光軸方向に延びる貫通穴が形成されており、この貫通穴を経て、ビームスプリッタ９２から収束レンズ９４に向かうレーザビームの入射と、収束レンズ９４からビームスプリッタ９２に向かうレーザビームの出射とが行われるようになっている。
【００６４】
これに対し、ミラーユニット１７２は、温度補償板１６０に固定されたユニットハウジング１８０と、アクチュエータ９８を保持するアクチュエータホルダ１８２とを備えている。アクチュエータホルダ１８２は、光軸方向に延びる姿勢でユニットハウジング１８０に取り付けられている。アクチュエータホルダ１８２によって保持されたアクチュエータ９８の先端部にミラー９６が固定的に保持されている。
【００６５】
図３に示すように、収束レンズユニット１７０上の基準点、すなわち、収束レンズユニット１７０のうちの基板１７４と温度補償板１６０との連結点（基板１７４の光軸方向における中心点）Ａと、ミラーユニット１７２上の基準点、すなわち、ミラーユニット１７２のうちのユニットハウジング１８０と温度補償板１６０との連結点（ユニットハウジング１８０の光軸方向における中心点）Ｂとが、光軸方向に距離ａだけ隔てられている。また、連結点Ａと収束レンズ９４の主点とが、光軸方向に距離ｂだけ隔てられている。収束レンズ９４の主点は、連結点Ａに関し、連結点Ｂと同じ側に配置されている。また、連結点Ｂと、ミラー９６の反射面の位置とが、光軸方向に距離ｃだけ隔てられている。ミラー９６は、連結点Ｂに関し、連結点Ａと同じ側に配置されている。
【００６６】
収束レンズ９４の主点と、ミラー９６の反射面の位置とが、光軸方向に距離ｍだけ隔てられている。この距離ｍは、図２における前述の間隔ｄｃと一致する。
【００６７】
ここで、温度補償板１６０の機能を図４に示す比較例と比較しつつ詳述する。
【００６８】
図４には、波面曲率変調器９０の比較例が示されている。この比較例においては、収束レンズユニット１７０とミラーユニット１７２とがベース１５０に直に取り付けられている。この比較例においては、図３に示す波面曲率変調器９０と同様に、距離ａ，ｂ，ｃ，ｍの間に、
【００６９】
ａ＝ｂ＋ｍ＋ｃ
【００７０】
なる式で表される関係が成立する。この式から、距離ｍを表す式として、
【００７１】
ｍ＝ａ−（ｂ＋ｃ）
【００７２】
なる式が誘導される。
【００７３】
この比較例において、波面曲率変調器の温度変化１度あたりの距離ｍ，ａ，ｂ，ｃの変化量をそれぞれｍ’，ａ’，ｂ’，ｃ’で表記すると、それら変化量ｍ’，ａ’，ｂ’，ｃ’間の関係は、
【００７４】
ｍ’＝ａ’−（ｂ’＋ｃ’）
【００７５】
なる式で表される。
【００７６】
波面曲率変調器によって実現される波面曲率の実際値を測定する場合には、ベース１５０，収束レンズユニット１７０およびミラーユニット１７２のそれぞれの熱変形という熱要因以外にも、距離ｍを変化させるいくつかの他要因が存在する。したがって、それらいくつかの他要因によって距離ｍが変化する量を「α」で表記し、かつ、その変化量αを見込んだ距離ｍの変化量を「ｍ＊」で表記すると、変化量ｍ＊は、
【００７７】
ｍ＊＝ａ’−（ｂ’＋ｃ’＋α）
【００７８】
なる式で表される。
【００７９】
この比較例においては、波面曲率変調器によって実現される波面曲率が温度に依存しないようにするためには、変化量ｍ＊が０となるように波面曲率変調器の各構成要素を設計することが必要である。具体的には、この比較例においては、例えば、ベース１５０の線膨張係数を、
【００８０】
ａ’＝（ｂ’＋ｃ’＋α）
【００８１】
なる式が成立するように選定することが必要である。
【００８２】
しかしながら、上記の式が成立する線膨張係数を有するようにベース１５０を設計すること、すなわち、例えば、そのような線膨張係数を有する材料を選択することが常に可能であるとは限らない。なぜなら、例えば、ベース１５０を構成する材料の選択が別の理由によって制限される可能性があるからである。
【００８３】
これに対し、本実施形態においては、図３に示すように、収束レンズユニット１７０とミラーユニット１７２とが、直接には温度補償板１６０に固定され、その温度補償板１６０を介してベース１５０に支持されている。その結果、温度変化に起因して距離ｍを変化させる機械的要素が、ベース１５０から温度補償板１６０に変更され、よって、その温度補償板１６０の線膨張係数すなわち温度補償板１６０の材料を、ベース１５０が実現すべき機能によって拘束されることなく、前述の比較例より自由に選定することが可能となる。
【００８４】
したがって、本実施形態においては、距離ｍの温度依存性が軽減されるように温度補償板１６０の線膨張係数および材料の種類が選定されている。例えば、ベース１５０はアルミニウム製であり、温度補償板１６０は、アルミニウムとは線膨張係数が異なる材料によって構成されている。その結果、本実施形態によれば、波面曲率変調器９０によって実現される波面曲率の安定性および精度を向上させることが容易である。
【００８５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、収束レンズ９４およびミラー９６がそれぞれ、前記（１）項における「対象光学素子」の一例を構成し、ベース１５０が同項における「フレーム」の一例を構成し、温度補償板１６０が同項における「温度補償機構」の一例を構成しているのである。
【００８６】
さらに、本実施形態においては、Ｒレーザ３０，Ｇレーザ３２およびＢレーザ３４が互いに共同して（１１）項における「光源」の一例を構成し、走査装置２４が同項における「走査部」の一例を構成し、波面曲率変調器９０が同項における「波面曲率変調器」の一例を構成しているのである。
【００８７】
次に、本実施形態の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【００８８】
第１実施形態においては、収束レンズユニット１７０とミラーユニット１７２とがいずれも温度補償機構に取り付けられている。これに対し、本実施形態に従う波面曲率変調器２００においては、図５に示すように、収束レンズユニット１７０はベース１５０に直接に取り付けられる一方、ミラーユニット１７２は、温度補償機構２０２を介して間接にベース１５０に取り付けられている。
【００８９】
図５に示すように、本実施形態に従う波面曲率変調器２００おいては、ベース１５０のうちの第１部分（図５において左側の端部）２１０に連結点Ａが位置させられ、この連結点Ａにおいて収束レンズユニット１７０が取り付けられている。
【００９０】
図５に示すように、温度補償機構２０２は、単一の線膨張係数を有する１枚の温度補償板２１２によって構成されている。その温度補償板２１２の線膨張係数はベース１５０のそれとは異なっている。その温度補償板２１２は、光軸方向に延びる姿勢でベース１５０に重ね合わせられて使用される。この温度補償板２１２の両端部はそれぞれ、第３部分（図５において右側の端部）２１４および第４部分（図５において左側の端部）２１６と称される。その第３部分２１４に、ベース１５０のうちの第２部分（図５において右側の端部）２１８が、連結具としての連結ピン１６２によって連結される。ベース１５０と温度補償板２１２とは、連結点Ｂ１において互いに連結される。
【００９１】
温度補償板２１２のうちの第４部分２１６にミラーユニット１７２が取り付けられる。それら温度補償板２１２とミラーユニット１７２とは、連結点Ｂ２において互いに連結される。その連結点Ｂ２は、連結点Ｂ１に関して連結点Ａと同じ側に位置する。この連結点Ｂ２は、連結点Ｂ１から光軸方向に距離ｄだけ隔たっている。
【００９２】
本実施形態においては、ベース１５０に熱膨張が発生し、さらに、温度補償板２１２にも熱膨張が発生すれば、ベース１５０の熱膨張は連結点Ｂ２を連結点Ａから離間させるのに対し、温度補償板２１２の熱膨張は連結点Ｂ２を連結点Ｂ１から離間させる。連結点Ｂ２が連結点Ｂ１から離間することは、連結点Ｂ２を連結点Ａに接近させることであるため、結局、温度補償板２１２は、ベース１５０の熱変形が連結点Ｂ２に与える位置変化量を少なくとも部分的にキャンセルするように作用することになる。本実施形態においては、温度補償板２１２の線膨張係数と距離ｄとの組合せが、距離ｍの温度依存性が軽減されるように選定される。
【００９３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、収束レンズ９４が前記（３）項における「第１の光学素子」の一例を構成し、ミラー９６が同項における「第２の光学素子」の一例および前記（１）または（２）項における「対象光学素子」の一例を構成し、ベース１５０が前記（３）項における「フレーム」の一例を構成し、温度補償板２１２が同項における「温度補償部材」の一例を構成しているのである。
【００９４】
なお付言するに、本実施形態においては、温度補償板２１２がベース１５０とミラーユニット１７２との間に配置されているが、ベース１５０と収束レンズユニット１７０との間に配置される態様で本発明を実施することが可能である。
【００９５】
次に、本実施形態の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【００９６】
図６に示すように、本実施形態に従う波面曲率変調器２４０においては、第２実施形態と同様に、収束レンズユニット１７０はベース１５０に直接に取り付けられる一方、ミラーユニット１７２は、温度補償機構２４２を介して間接にベース１５０に取り付けられている。
【００９７】
ただし、本実施形態においては、第２実施形態とは異なり、図６に示すように、温度補償機構２４２は、材料および線膨張係数が互いに異なる２枚の温度補償板、すなわち、第１および第２の温度補償板２５０，２５２が重なり合って構成されている。第１の温度補償板２５０は第２の温度補償板２５２の下側に配置されている。それら温度補償板２５０，２５２は、それぞれの連結部分２５４，２５６において、連結具としての連結ピン１６２によって互いに局部的に連結されている。本実施形態においては、第１の温度補償板２５０の連結部分２５４も、第２の温度補償板２５２の連結部分２５６も、各温度補償板２５０，２５２の両端部のうち図６において左側の端部である。
【００９８】
第１の温度補償板２５０の両端部のうち、連結部分２５４とは反対側の端部（図６において右側の端部）は第３部分２６０であり、一方、第２の温度補償板２５２の両端部のうち、連結部分２５６とは反対側の端部（図６において右側の端部）は第４部分２６２である。
【００９９】
図６に示すように、第１の温度補償板２５０の第３部分２６０はベース１５０に、連結具としての連結ピン１６２によって局部的に連結されている。それら第１の温度補償板２５０とベース１５０とは、連結点Ｂ１において互いに連結されている。また、第１の温度補償板２５０の連結部分２５４と、第２の温度補償板２５２の連結部分２５６とは、連結点Ｂ２において互いに連結されている。また、第２の温度補償板２５２の第４部分２６２はミラーユニット１７２に固定されている。それら第２の温度補償板２５２とミラーユニット１７２とは、連結点Ｂ３において互いに連結されている。
【０１００】
連結点Ｂ２は、連結点Ｂ１に関し、連結点Ａと同じ側に配置されている。また、連結点Ｂ３は、連結点Ｂ２に関し、連結点Ａとは反対側に配置されている。連結点Ｂ１は、連結点Ａから光軸方向に距離ａだけ隔たっている。連結点Ｂ２は、連結点Ｂ１から光軸方向に距離ｐだけ隔たっている。連結点Ｂ３は、連結点Ｂ２から光軸方向に距離ｑだけ隔たっている。図６に示す例においては、距離ｐとｑとが互いに等しくされている。
【０１０１】
したがって、第１の温度補償板２５０は、ベース１５０との連結点Ｂ１を基準にして相対的に伸縮させられ、一方、第２の温度補償板２５２は、第１の温度補償板２５０との連結点Ｂ２を基準にして相対的に伸縮させられる。ただし、第１および第２の温度補償板２５０，２５２が共に熱膨張した場合には、第１の温度補償板２５０の熱膨張により、連結点Ｂ２およびミラーユニット１７２が共に連結点Ａに接近するのに対し、第２の温度補償板２５２の熱膨張により、ミラーユニット１７２が連結点Ａから離間する。このように、第２の温度補償板２５２は、第１の温度補償板２５０の熱膨張をキャンセルする向きに熱膨張させられる。
【０１０２】
本実施形態においては、温度変化および他要因に起因する距離ｍの変化量をｍ＊、距離ａの変化量をａ’、距離ｂの変化量をｂ’、距離ｃの変化量をｃ’、他要因をα、距離ｐの変化量をｐ’、距離ｑの変化量をｑ’とそれぞれ表記すれば、変化量ｍ’は、
【０１０３】
ｍ＊＝ａ’−（ｂ’＋ｃ’＋α）−（ｐ’−ｑ’）
【０１０４】
なる式で表される。
【０１０５】
この式において、（ａ’−（ｂ’＋ｃ’＋α））の値は実測によって取得可能であり、また、変化量ｍ＊が０となるように、（ｐ’−ｑ’）の値を設定することが望ましい。
【０１０６】
例えば、（ａ’−（ｂ’＋ｃ’＋α））の値が０．６５［μｍ／ｄｅｇ］である場合には、（ｐ’−ｑ’）の値の理想値は、０．６５［μｍ／ｄｅｇ］である。今回は、距離ｐとｑとが互いに一致することを条件として、距離ｐおよびｑの値と、第１および第２の温度補償板２５０，２５２のそれぞれの材料とを選定する。例えば、第１の温度補償板２５０の材料を、線膨張係数が２３．８×１０−６［ｄｅｇ−１］であるアルミニウムＡ５０５２に選定し、第２の温度補償板２５２の材料を、線膨張係数が１０．２×１０−６［ｄｅｇ−１］であるステンレスＳＵＳ４４０Ｃに選定し、距離ｐおよびｑをいずれも、４８［ｍｍ］に選定すれば、変化量ｍ＊が実質的に０となる。その選定を採用すれば、波面曲率変調器２４０によって実現される波面曲率の温度依存性が軽減される。
【０１０７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、収束レンズ９４が前記（６）項における「第１の光学素子」の一例を構成し、ミラー９６が同項における「第２の光学素子」の一例および前記（１）または（２）項における「対象光学素子」の一例を構成し、ベース１５０が前記（６）項における「フレーム」の一例を構成し、第１の温度補償板２５０が同項における「第１の温度補償部材」の一例を構成し、第２の温度補償板２５２が同項における「第２の温度補償部材」の一例を構成しているのである。
【０１０８】
なお付言するに、本実施形態においては、２枚の温度補償板２５０，２５２がベース１５０とミラーユニット１７２との間に配置されているが、ベース１５０と収束レンズユニット１７０との間に配置される態様で本発明を実施することが可能である。
【０１０９】
次に、本実施形態の第４実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０１１０】
図７に示すように、本実施形態に従う波面曲率変調器２８０は、光軸方向に延びるケーシング２８２を備えている。このケーシング２８２は、光軸方向に延びる円筒状の内周面を保持面２８４として有している。このケーシング２８２には、図７および図８に示すように、それの一端部（図７においては左側の端部）において支持台２８６が固定されている。その支持台２８６にビームスプリッタ９２が適正に位置決めされて固定されている。
【０１１１】
図７に示すように、ケーシング２８２の保持面２８４に中空円筒状の外部鏡筒２９０が、光軸方向と同軸に摺動可能に嵌合されている。この外部鏡筒２９０の内周面２９２に中空円筒状のレンズ鏡筒２９４が、光軸方向と同軸に摺動可能に嵌合されている。図８に示すように、この波面曲率変調器２８０は、３重の円筒構造を有している。
【０１１２】
レンズ鏡筒２９４内には、それの一端部（図７においては右側の端部）において収束レンズ９４が、レンズ押さえ２９６を用いて固定されている。本実施形態においては、収束レンズ９４と、レンズ鏡筒２９４と、レンズ押さえ２９６とによって収束レンズユニット２９８が構成されている。
【０１１３】
レンズ鏡筒２９４の両端部のうち、収束レンズ９４が保持される側とは反対側の端部が、外部鏡筒２９０に連結されている。本実施形態においては、レンズ鏡筒２９４の外周面３００のうちの部分円筒面と、外部鏡筒２９０の内周面２９２のうちの部分円筒面とがそれぞれ接合面３０２，３０４とされて、それらレンズ鏡筒２９４と外部鏡筒２９０とがそれら接合面３０２，３０４同士において、局部的に固定されている。それらレンズ鏡筒２９４と外部鏡筒２９０とは、連結点Ａにおいて互いに局部的に連結されている。
【０１１４】
図７に示すように、外部鏡筒２９０の両端部のうち、レンズ鏡筒２９４が連結される側とは反対側の端部に、アクチュエータ９８を保持するアクチュエータホルダ３１０が同軸に嵌合されて固定されている。本実施形態においては、外部鏡筒２９０の内周面２９２のうちの部分円筒面と、アクチュエータホルダ３１０の外周面３１２のうちの部分円筒面とがそれぞれ接合面３１４，３１６とされて、それら外部鏡筒２９０とアクチュエータホルダ３１０とがそれら接合面３１４，３１６同士において、局部的に固定されている。それら外部鏡筒２９０とアクチュエータホルダ３１０とは、連結点Ｂにおいて互いに局部的に連結されている。
【０１１５】
アクチュエータホルダ３１０は、収束レンズ９４に対向する側にアクチュエータ９８を光軸方向と同軸に保持している。アクチュエータ９８から延び出たワイヤ３１８はアクチュエータホルダ３１０を貫通して外気に臨まされている。そのアクチュエータ９８にはミラー９６が光軸方向と同軸に装着されている。本実施形態においては、ミラー９６と、アクチュエータ９８と、アクチュエータホルダ３１０とによってミラーユニット３２０が構成されている。
【０１１６】
図７に示すように、連結点Ｂは、連結点Ａから光軸方向に距離ａだけ隔たっている。収束レンズ９４の主点は、連結点Ａから光軸方向に距離ｂだけ隔たっている。ミラー９６の反射面は、連結点Ｂから光軸方向に距離ｃだけ隔たっている。ここに、距離ｃは、距離ａおよびｂに比較して十分に短いため、ミラーユニット３２０の熱変形量は無視できるほどに小さいと仮定できる。ミラー９６の反射面と収束レンズ９４の主点との間に距離ｍが存在する。この距離ｍがアクチュエータ９８によって変化させられ、それに応じて、この波面曲率変調器２８０への入射光の波面曲率が変調される。
【０１１７】
本実施形態においては、外部鏡筒２９０とレンズ鏡筒２９４とが、線膨張係数に関して互いに異ならせられている。さらに、外部鏡筒２９０の線膨張係数と距離ａ（基準温度における距離ａ）との積（温度が１度変化した場合の距離ａの変化量）と、レンズ鏡筒２９４の線膨張係数と距離ｂ（基準温度における距離ｂ）との積（温度が１度変化した場合の距離ｂの変化量）とが互いに等しくなるように、外部鏡筒２９０の線膨張係数および距離ａと、レンズ鏡筒２９４の線膨張係数および距離ｂとがそれぞれ設定されている。
【０１１８】
したがって、本実施形態によれば、外部鏡筒２９０とレンズ鏡筒２９４との共同により、距離ｍの温度依存性が軽減される。
【０１１９】
以上の説明から明らかなように、ケーシング２８２が前記（１）項における「フレーム」の一例を構成し、外部鏡筒２９０およびレンズ鏡筒２９４が互いに共同して同項における「温度補償機構」の一例を構成し、収束レンズ９４が同項における「対象光学素子」の一例を構成しているのである。
【０１２０】
なお付言するに、本実施形態においては、ケーシング２８２に熱変形が発生しても、その熱変形が距離ｍを変化させることはない。この点に着目し、かつ、前記（１）項における「フレーム」を、熱変形が光学素子間距離すなわち距離ｍを変化させる状態で収束レンズ９４およびミラー９６を支持する要素を意味すると定義すれば、本実施形態においては、外部鏡筒２９０が前記（１）項における「フレーム」の一例を構成し、レンズ鏡筒２９４が単独で同項における「温度補償機構」の一例を構成すると考えることが可能である。この場合、レンズ鏡筒２９４は、前記（３）項における「温度補償部材」の一例を構成すると考えることが可能である。
【０１２１】
次に、本実施形態の第５実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第４実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０１２２】
第４実施形態においては、レンズ鏡筒２９４の外周面３００のうちの部分円筒面と、外部鏡筒２９０の内周面２９２のうちの部分円筒面とがそれぞれ接合面３０２，３０４とされて、それらレンズ鏡筒２９４と外部鏡筒２９０とがそれら接合面３０２，３０４同士において、局部的に固定されている。さらに、外部鏡筒２９０の内周面２９２のうちの部分円筒面と、アクチュエータホルダ３１０の外周面３１２のうちの部分円筒面とがそれぞれ接合面３１４，３１６とされて、それら外部鏡筒２９０とアクチュエータホルダ３１０とがそれら接合面３１４，３１６同士において、局部的に固定されている。
【０１２３】
これに対し、本実施形態に従う波面曲率変調器３４０においては、図９に示すように、外部鏡筒２９０に、それの軸線と直角な第１接合面３４２と第２接合面３４４とが形成されている。図９に示す例においては、外部鏡筒２９０の両端面の一方が第１接合面３４２、他方が第２接合面３４４とされている。
【０１２４】
レンズ鏡筒２９４には、それの軸線と直角な接合面３４６が、第１接合面３４２と対向する向きに形成されている。図９に示す例においては、この接合面３４６が、レンズ鏡筒２９４のうち、外部鏡筒２９０から突出した段部３４８の肩面として形成されている。外部鏡筒２９０の第１接合面３４２とレンズ鏡筒２９４の接合面３４６とが互いに接合するように、それら外部鏡筒２９０とレンズ鏡筒２９４とが互いに局部的に連結される。
【０１２５】
さらに、本実施形態においては、アクチュエータホルダ３１０には、それの軸線と直角な接合面３５０が、第２接合面３４４と対向する向きに形成されている。図９に示す例においては、この接合面３５０が、板状を成すアクチュエータホルダ３１０の両面のうち第２接合面３４４に対向するものとして形成されている。外部鏡筒２９０の第２接合面３４４とアクチュエータホルダ３１０の接合面３５０とが互いに接合するように、それら外部鏡筒２９０とアクチュエータホルダ３１０とが互いに局部的に連結される。
【０１２６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、レンズ鏡筒２９４と外部鏡筒２９０との連結も、アクチュエータホルダ３１０と外部鏡筒２９０との連結も、それらに共通の軸線である光軸に直角な平面同士の当接（突き当て）を利用して行われる。したがって、本実施形態によれば、第４実施形態より、距離ａ，ｂ，ｃを精度よく管理することが容易となる。
【０１２７】
次に、本実施形態の第６実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第５実施形態と共通する要素が多いため、異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、詳細な説明を省略する。
【０１２８】
第５実施形態においては、図９に示すように、アクチュエータホルダ３１０が小型化されることにより、このアクチュエータホルダ３１０の熱変形が距離ｍに及ぼす影響が無視できるほどに小さいものとされている。
【０１２９】
これに対し、本実施形態に従う波面曲率変調器３７０においては、図１０に示すように、アクチュエータホルダ３１０が第５実施形態より大型化されることにより、このアクチュエータホルダ３１０の熱変形が距離ｍに及ぼす影響が無視できないほどに大きいものとされている。このアクチュエータホルダ３１０のうち、それの熱変形が距離ｍに影響を及ぼす部分の長さが「ｄ」で表されている。その結果、無視できるほどに短い距離ｃと連結点Ｂとの間に、無視できないほどに長い距離ｄが、第５実施形態には存在しない距離として存在する。さらに、本実施形態においては、図１０に示すように、レンズ鏡筒２９４が第５実施形態より短小化されることにより、距離ｂが無視できるほどに短く設定されている。
【０１３０】
したがって、本実施形態においては、外部鏡筒２９０の線膨張係数と距離ａ（基準温度における距離ａ）との積（温度が１度変化した場合の距離ａの変化量）と、アクチュエータホルダ３１０の線膨張係数と距離ｄ（基準温度における距離ｄ）との積（温度が１度変化した場合の距離ｂの変化量）とが互いに等しくなるように、外部鏡筒２９０の線膨張係数および距離ａと、アクチュエータホルダ３１０の線膨張係数および距離ｄとがそれぞれ設定されている。
【０１３１】
なお付言するに、本実施形態においては、ケーシング２８２に熱変形が発生してもその熱変形が距離ｍを変化させることはない点に着目し、かつ、前記（１）項における「フレーム」を、熱変形が距離ｍを変化させる状態で収束レンズ９４およびミラー９６を支持する要素を意味すると定義すれば、本実施形態においては、外部鏡筒２９０が前記（１）項における「フレーム」の一例を構成し、アクチュエータホルダ３１０が単独で同項における「温度補償機構」の一例を構成すると考えることが可能である。この場合、アクチュエータホルダ３１０は、前記（３）項における「温度補償部材」の一例を構成すると考えることが可能である。
【０１３２】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１実施形態に従う波面曲率変調器９０を含む網膜走査型ディスプレイを示す系統図である。
【図２】図１における波面曲率変調器９０の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１における波面曲率変調器９０の具体的構成を示す側面図である。
【図４】図１における波面曲率変調器９０に対する一比較例の具体的構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に従う波面曲率変調器２００であって網膜走査型ディスプレイにおいて使用されるものの具体的構成を示す側面図を示す系統図である。
【図６】本発明の第３実施形態に従う波面曲率変調器２４０であって網膜走査型ディスプレイにおいて使用されるものの具体的構成を示す側面図を示す系統図である。
【図７】本発明の第４実施形態に従う波面曲率変調器２８０であって網膜走査型ディスプレイにおいて使用されるものの具体的構成を示す側面図を示す系統図である。
【図８】図７に示す波面曲率変調器２８０を示す正面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に従う波面曲率変調器３４０であって網膜走査型ディスプレイにおいて使用されるものの具体的構成を示す側面図を示す系統図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に従う波面曲率変調器３７０であって網膜走査型ディスプレイにおいて使用されるものの具体的構成を示す側面図を示す系統図である。
【符号の説明】
【０１３４】
９０，２００，２４０，２８０，３４０，３７０  波面曲率変調器
９４  収束レンズ
９６  ミラー
９８  アクチュエータ
１６０  温度補償板
２０２  温度補償機構
２１０  第１部分
２１２  温度補償板
２１４  第３部分
２１６  第４部分
２１８  第２部分
２４２  温度補償機構
２５０  第１の温度補償板
２５２  第２の温度補償板
２５４，２５６  連結部分
２６０  第３部分
２６２  第４部分
２９０  外部鏡筒
２９４  レンズ鏡筒
３１０  アクチュエータホルダ
【図１】
2005338110.tif 000003
【図２】
2005338110.tif 000004
【図３】
2005338110.tif 000005
【図４】
2005338110.tif 000006
【図５】
2005338110.tif 000007
【図６】
2005338110.tif 000008
【図７】
2005338110.tif 000009
【図８】
2005338110.tif 000010
【図９】
2005338110.tif 000011
【図１０】
2005338110.tif 000012