(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をユーザの眼に照射して画像を表示する画像表示装置であって、
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源が射出したレーザ光の指向角度を調整して当該レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整部と、
前記焦点位置調整部で調整されたレーザ光を走査光として用いて、所定の走査対象領域を走査する走査部と、
前記所定の走査対象領域に配置され、前記走査光をユーザの角膜に導く光偏向部と、
前記光偏向部を介して前記角膜の表面と光学的共役関係となる位置に配置され、当該角膜の表面で反射した前記走査光の一部を反射光として検出して検出信号を生成する光検出部と、
前記レーザ光源と前記焦点位置調整部と前記走査部とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記光検出部が生成する検出信号と当該光検出部が初期設定動作において予め生成した初期設定信号とが一致するように、前記焦点位置調整部を制御して前記レーザ光の焦点位置を調整させることを特徴とする、画像表示装置。
【請求項２】
前記初期設定動作において、ユーザの指示に応じて前記焦点位置調整部を操作してレーザ光の焦点位置を調整することで、ユーザの眼の網膜上に前記走査光の焦点を合わせる調整部と、
前記初期設定動作において、ユーザの眼の網膜上に前記走査光の焦点を合わせた状態で前記光検出部が生成した検出信号を、初期設定信号として記憶する記憶部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３】
前記調整部は、前記初期設定動作において、前記所定の走査対象領域の中央を正視したユーザの指示に応じて、前記レーザ光の焦点位置を当該所定の走査対象領域内の各領域に関して順次調整することで、当該各領域についてユーザの眼の網膜上に前記走査光の焦点を順次合わせ、
前記記憶部は、前記初期設定動作において、前記所定の走査対象領域内の各領域に関してユーザの眼の網膜上に前記走査光の焦点が順次合った状態のそれぞれにおいて、前記光検出部が生成した複数の検出信号を、当該各領域に対応する複数の値から成る初期設定信号として記憶することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記光検出部が検出する反射光の光量のピークを検知することで、ユーザの視線方向を検知し、前記焦点位置調整部が行う焦点位置の調整に用いる初期設定信号の値を、検知した視線方向の変化に追随させて、前記所定の走査対象領域内の各領域において切替えることを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記光検出部が検出する反射光の光量のピークを検知することで、ユーザの視線方向を検知す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６】
前記制御部は、前記焦点位置調整部を制御して、検知した視線方向の領域の画像が映写される期間には焦点位置の調整精度を高くし、他の領域の画像が映写される期間には焦点位置の調整精度を低くすることを特徴とする、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記レーザ光源を制御して、検知した視線方向の領域の画像が映写される期間には画像の解像度を高くし、他の領域の画像が映写される期間には画像の解像度を低くすることを特徴とする、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記焦点位置調整部は、前記走査光及び前記反射光を遮らない位置に配置され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９】
前記走査部は、偏光反射ミラーと１／４波長板とを含み、前記レーザ光は反射させ、前記反射光は透過させ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１０】
前記光検出部は、前記走査部における前記レーザ光を反射させる面の裏面に配置され、当該走査部を透過した前記反射光を検出することを特徴とする、請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光偏向部は、ホログラムミラーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記レーザ光源は、赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源を含むＲＧＢ光源であ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１３】
前記緑色レーザ光源は、ＳＨＧレーザ光源であることを特徴とする、請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
レーザ光をユーザの眼に照射して画像を表示する画像表示方法であって、
レーザ光を射出するレーザ射出ステップと、
前記レーザ射出ステップで射出したレーザ光の指向角度を調整して当該レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整ステップと、
前記焦点位置調整ステップで調整されたレーザ光を走査光として用いて、所定の走査対象領域を走査する走査ステップと、
前記所定の走査対象領域を走査した走査光をユーザの角膜に導く光偏向ステップと、
前記所定の走査対象領域を介して前記角膜の表面と光学的共役関係となる位置において、当該角膜の表面で反射した前記走査光の一部を反射光として検出して検出信号を生成する光検出ステップとを備え、
前記焦点位置調整ステップにおいて、前記光検出ステップで生成する検出信号と当該光検出で初期設定動作において予め生成した初期設定信号とが一致するように、前記レーザ光の焦点位置を調整することを特徴とする、画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ等に関し、より特定的には、人が肉眼で鮮明な画像を観察できる画像表示装置および画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤという）に代表される画像表示装置は、個人用携帯ディスプレイ端末であり、一般に、着用性のよい眼鏡形構造である。
【０００３】
ここで、人間の眼（視力及び網膜のカーブの形状等）には個人差があるので、この個人差に起因して網膜における結像不良が生じる場合がある。
【０００４】
上記した結像不良を解消して良好な結像状態を得るための技術として、例えば、特許文献１の技術がある。特許文献１の技術では、液晶ディスプレイと、ＬＥＤアレイから成る光源と、検出器に入射する光の一部を遮光する遮光部材とを光学的な共役位置に配置し、映像を拡大する拡大レンズをレンズ駆動部を用いて駆動する。そして、このことによって、常に網膜における良好な結像状態を得ることができ、眼の疲労度を低減できるとしている。
【０００５】
また、上記した結像不良を解消して良好な結像状態を得るための技術として、例えば、特許文献２の技術がある。特許文献２の技術では、光偏向手段としてＸ軸、Ｙ軸のそれぞれについて独立したプリズムを配置し、集光光学系を光学系駆動手段を用いて駆動することによって自動焦点調節を行い、常に網膜における良好な結像状態を得ることができるとしている。そして、このことによって、特許文献２の技術では、近視、遠視、乱視等の眼の特性に応じた光学的調整（視度、収差補正等）を不要にできるとしている。
【０００６】
また、上記した結像不良を解消して良好な結像状態を得るための技術ではないが、走査型レーザ検眼鏡の技術として、例えば、特許文献３の技術がある。特許文献３の技術では、走査部を構成するガルバノミラーにおける被検眼瞳に対する光学的共役関係を一定に保持しつつ、レーザ光源と走査部とを含む光学系を機械的に移動させることによって、レーザ光の焦点位置を被検眼の所定の部位に合わせている。そして、このことによって、特許文献３の技術では、簡単な光学系と移動機構とによって共焦点光学系を構成でき、画像のコントラストと解像度とを著しく向上させた走査型レーザ顕微鏡が低価格で提供できるとしている。
【特許文献１】特開平７−１２８６１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２７７４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１９７１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に説明した従来の技術は、何れも、網膜の反射光を検出して走査光の焦点調節を行っていた。また、以上に説明した従来の画像表示装置は、網膜の反射光を検出して走査光の焦点調整を行うことによって、網膜における結像状態を調整していた。ここで、走査光が観察者（眼を走査されるユーザ）の視線方向（眼球の正面方向）から網膜に入射する場合、即ち、網膜からの正反射光が得られる場合であっても、網膜の反射光の光量は微少である。更に、走査光が観察者の視線方向に対して角度を持つ方向から網膜に入射する場合、即ち、網膜からの正反射光が得られない場合には、網膜の反射光の光量は極端に微少となる。このことから、従来の技術では、網膜の反射光の検出誤差が大きくなり、この結果として、走査光の焦点調整を厳密に行うことができず、網膜における結像状態を厳密に調整できない場合があった。また、網膜からの正反射光が得られないユーザの周辺視野においては、特に、網膜における結像状態を調整できない場合があった。
【０００８】
それ故に本発明の目的は、上記した問題を解決するものであり、走査光の焦点調整を厳密に行うことができ、網膜における結像状態を常に良好に保つことができるＨＭＤ型の画像表示装置及び画像表示方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レーザ光をユーザの眼に照射して画像を表示する画像表示装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の画像表示装置は、レーザ光を射出するレーザ光源と、レーザ光源が射出したレーザ光の指向角度を調整して当該レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整部と、焦点位置調整部で調整されたレーザ光を走査光として用いて、所定の走査対象領域を走査する走査部と、所定の走査対象領域に配置され、走査光をユーザの角膜に導く光偏向部と、光偏向部を介して角膜の表面と光学的共役関係となる位置に配置され、当該角膜の表面で反射した走査光の一部を反射光として検出して検出信号を生成する光検出部と、レーザ光源と焦点位置調整部と走査部とを制御する制御部とを備え、制御部は、光検出部が生成する検出信号と当該光検出部が初期設定動作において予め生成した初期設定信号とが一致するように、焦点位置調整部を制御してレーザ光の焦点位置を調整させる。
【００１０】
また、本発明の画像表示装置は、初期設定動作において、ユーザの指示に応じて焦点位置調整部を操作してレーザ光の焦点位置を調整することで、ユーザの眼の網膜上に走査光の焦点を合わせる調整部と、初期設定動作において、ユーザの眼の網膜上に走査光の焦点を合わせた状態で光検出部が生成した検出信号を、初期設定信号として記憶する記憶部とを備える。
【００１１】
また、好ましくは、調整部は、初期設定動作において、所定の走査対象領域の中央を正視したユーザの指示に応じて、レーザ光の焦点位置を当該所定の走査対象領域内の各領域に関して順次調整することで、当該各領域についてユーザの眼の網膜上に走査光の焦点を順次合わせ、記憶部は、初期設定動作において、所定の走査対象領域内の各領域に関してユーザの眼の網膜上に走査光の焦点が順次合った状態のそれぞれにおいて、光検出部が生成した複数の検出信号を、当該各領域に対応する複数の値から成る初期設定信号として記憶する。
【００１２】
また、好ましくは、制御部は、光検出部が検出する反射光の光量のピークを検知することで、ユーザの視線方向を検知し、焦点位置調整部が行う焦点位置の調整に用いる初期設定信号の値を、検知した視線方向の変化に追随させて、所定の走査対象領域内の各領域において切替える。
【００１３】
また、好ましくは、制御部は、光検出部が検出する反射光の光量のピークを検知することで、ユーザの視線方向を検知し、制御部は、焦点位置調整部を制御して、検知した視線方向の領域の画像が映写される期間には焦点位置の調整精度を高くし、他の領域の画像が映写される期間には焦点位置の調整精度を低くする。
【００１４】
また、好ましくは、制御部は、光検出部が検出する反射光の光量のピークを検知することで、ユーザの視線方向を検知し、制御部は、レーザ光源を制御して、検知した視線方向の領域の画像が映写される期間には画像の解像度を高くし、他の領域の画像が映写される期間には画像の解像度を低くする。
【００１５】
また、好ましくは、焦点位置調整部は、走査光及び反射光を遮らない位置に配置される。
【００１６】
また、好ましくは、走査部は、偏光反射ミラーと１／４波長板とを含み、レーザ光は反射させ、反射光は透過させる。
【００１７】
また、好ましくは、光検出部は、走査部におけるレーザ光を反射させる面の裏面に配置され、当該走査部を透過した反射光を検出する。
【００１８】
また、好ましくは、光偏向部は、ホログラムミラーを含む。
【００１９】
また、好ましくは、レーザ光源は、赤色レーザ光源、緑色レーザ光源および青色レーザ光源を含むＲＧＢ光源である。
【００２０】
また、好ましくは、緑色レーザ光源は、ＳＨＧレーザ光源である。
【００２１】
また、本発明は、レーザ光をユーザの眼に照射して画像を表示する画像表示方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の画像表示方法は、レーザ光を射出するレーザ射出ステップと、レーザ射出ステップで射出したレーザ光の指向角度を調整して当該レーザ光の焦点位置を調整する焦点位置調整ステップと、焦点位置調整ステップで調整されたレーザ光を走査光として用いて、所定の走査対象領域を走査する走査ステップと、所定の走査対象領域を走査した走査光をユーザの角膜に導く光偏向ステップと、所定の走査対象領域を介して角膜の表面と光学的共役関係となる位置において、当該角膜の表面で反射した走査光の一部を反射光として検出して検出信号を生成する光検出ステップとを備え、焦点位置調整ステップにおいて、光検出ステップで生成する検出信号と当該光検出で初期設定動作において予め生成した初期設定信号とが一致するように、レーザ光の焦点位置を調整する。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明の画像表示装置および画像表示方法は、比較的反射光の光量が多い角膜の反射光を用いて走査に用いるレーザ光の焦点調整を行う。このことによって、本発明の画像表示装置および画像表示方法は、ユーザの視野の全領域において、走査光の焦点調整を厳密に行うことができ、網膜における結像状態を常に良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００の概略構成の一例を示す図である。以下では、まず、図１を用いて、画像表示装置１００について簡単に説明する。図１に示すように、画像表示装置１００は、レーザ光源１１と、焦点位置調整部１７と、反射ミラー１３ｄと、走査部１３と、光偏向部１６と、光検出部１９と、制御部３１とを備える。制御部３１は、制御部３１ａと、調整部５１と、記憶部５２とを含む。なお、図１には、眼を走査される観察者（以下、ユーザという）の眼２０が示されている。
【００２４】
レーザ光源１１は、映像を眼２０の網膜２０ａ上に映写するためのレーザ光１２を射出し、レーザ光１２の強度及び色を制御部３１の制御に従って変化させる。
【００２５】
焦点位置調整部１７は、レーザ光源１１が射出したレーザ光１２の指向角度を制御部３１の制御に従って変化させることによって、レーザ光１２の焦点位置を調整する。ここで、指向角度とは、レーザ光の収束又は発散の度合いを示す角度である。
【００２６】
反射ミラー１３ｄは、焦点位置調整部１７から出力されたレーザ光１２を、走査部１３に向けて反射させる。
【００２７】
走査部１３は、反射ミラー１３ｄから入射したレーザ光１２を反射させて、走査光１４として光偏向部１６に向けて射出する。この際、走査部１３は、制御部３１の制御に従って、光偏向部１６の所定領域（以下、走査対象領域という）を走査光１４を用いて走査する。
【００２８】
光偏向部１６は、走査部１３から入射した走査光１４を波面変換及び反射させて、眼２０の角膜１５に導く。光偏向部１６は、典型的には、ホログラムミラーから成る。
【００２９】
ここで、角膜１５に入射した走査光１４の一部は、角膜１５の表面において反射されて、反射光１８として光偏向部１６に入射する。なお、角膜１５に入射した走査光１４の他の一部は網膜２０ａに入射し、この結果としてユーザは映像を認識する。光偏向部１６は入射した反射光１８を反射する。そして、走査部１３は、光偏向部１６が反射した反射光１８が入射する位置に配置されている。つまり、走査部１３と角膜１５とは、光偏向部１６を介して光学的な共役関係にある。
【００３０】
光検出部１９は、走査部１３に近接して配置され、角膜１５と光学的な共役関係にある走査部１３に入射する反射光１８を検出する。
【００３１】
制御部３１を構成する制御部３１ａは、上述したように、レーザ光源１１と走査部１３とを制御する。また、制御部３１ａは、予め記憶部５２に記憶された後述する初期設定信号と、光検出部１９が反射光１８を検出して得た検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７を制御してレーザ光１２の指向角度を精密に変化させる。このことによって、制御部３１は、走査光１４の焦点２０ｂを網膜２０ａ上に常に正確に結ばせて走査（映写）を行うことができる。
【００３２】
図２は、図１に示す画像表示装置１００において、レーザ光源１１及び焦点位置調整部１７の内部構成の一例を示した図である。なお、図１では走査光１４が眼２０に斜め方向から入射する瞬間を示しているが、図２では走査光１４が眼２０に正面から入射する瞬間を示している。以下では、図２を用いて、画像表示装置１００について詳しく説明する。
【００３３】
レーザ光源１１は、ＲＧＢ光源であり、赤色レーザ光源（以下、Ｒ光源という）１１Ｒと、緑色レーザ光源（以下、Ｇ光源という）１１Ｇと、青色レーザ光源（以下、Ｂ光源という）１１Ｂと、各光源に対応する３つのコリメータレンズ１１ａと、ダイクロイックプリズム１１ｂとを含む。なお、Ｒ光源１１Ｒには、一例として、波長６３０〜６６０ｎｍのレーザ光を射出する半導体レーザを用い、Ｂ光源１１Ｂには、一例として、波長４４０〜４６０ｎｍのレーザ光を射出する半導体レーザを用いている。また、Ｇ光源１１Ｇには、一例として、波長５３０〜５５０ｎｍのＳＨＧ光のレーザ光を射出する半導体レーザ励起方式のＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）レーザを用いている。
【００３４】
Ｒ光源１１Ｒ、Ｇ光源１１ＧおよびＢ光源１１Ｂは、それぞれ、レーザ光を射出し、射出したレーザ光の強度及び色を制御部３１の制御に従って変化させる。Ｒ光源１１Ｒ、Ｇ光源１１ＧおよびＢ光源１１Ｂから射出されたレーザ光は、それぞれ、対応するコリメータレンズ１１ａに入射する。各コリメータレンズ１１ａは、入射したレーザ光を平行光に変換し、ダイクロイックプリズム１１ｂに射出する。ダイクロイックプリズム１１ｂは、入射した３種類のレーザ光を重畳し、レーザ光１２として射出する。
【００３５】
焦点位置調整部１７は、サーボ駆動ミラー３１ｂ−１及び３１ｂ−２と、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１及び３２ｂ−２と、プリズム３２ａとを含む。レーザ光源１１から射出されたレーザ光１２は、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１を通過した後に、サーボ駆動ミラー３１ｂ−１に入射する。ここで、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１は、レーザ光１２の進行方向と平行な水平面（以下、単に、水平面という）内に曲率を有する。サーボ駆動ミラー３１ｂ−１は、入射したレーザ光１２を反射して再びシリンドリカルレンズ３２ｂ−１に入射させる。ここで、サーボ駆動ミラー３１ｂ−１は、制御部３１の制御に従って、図２に示す矢印方向に移動して、レーザ光１２の水平面における指向角度を調整する。シリンドリカルレンズ３２ｂ−１は、サーボ駆動ミラー３１ｂ−１から入射したレーザ光１２を透過させて、プリズム３２ａに入射させる。プリズム３２ａは、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１から入射したレーザ光１２を、シリンドリカルレンズ３２ｂ−２に導く。プリズム３２ａから出力されたレーザ光１２は、シリンドリカルレンズ３２ｂ−２を通過した後に、サーボ駆動ミラー３１ｂ−２に入射する。ここで、シリンドリカルレンズ３２ｂ−２は、レーザ光１２の進行方向と平行な垂直面（以下、単に垂直面という）内に曲率を有する。つまり、シリンドリカルレンズ３２ｂ−２は、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１が曲率を有する水平面と直交する垂直面内に曲率を有する。サーボ駆動ミラー３１ｂ−２は、入射したレーザ光１２を反射して再びシリンドリカルレンズ３２ｂ−２に入射させる。ここで、サーボ駆動ミラー３１ｂ−２は、制御部３１の制御に従って、図２に示す矢印方向に移動して、レーザ光１２の垂直面における指向角度を調整する。シリンドリカルレンズ３２ｂ−２は、サーボ駆動ミラー３１ｂ−２から入射したレーザ光１２を透過させて、焦点位置調整部１７の出力として射出する。
【００３６】
以上に説明した構成によって、焦点位置調整部１７は、制御部３１の制御に従ってサーボ駆動ミラー３１ｂ−１及び３１ｂ−２を移動させることによって、走査光１４の焦点位置Ｘを調整できる。更に、焦点位置調整部１７は、制御部３１の制御に従ってサーボ駆動ミラー３１ｂ−１及び３１ｂ−２を互いに独立して移動させることによって、走査光１４の水平面内と垂直面内において互いに独立して焦点調整できる。なお、シリンドリカルレンズ３２ｂ−１が、レーザ光１２の垂直面内に曲率を有し、シリンドリカルレンズ３２ｂ−２が、レーザ光１２の水平面内に曲率を有してもよい。
【００３７】
反射ミラー１３ｄは、焦点位置調整部１７から出力されたレーザ光１２を、走査部１３に向けて反射させる。
【００３８】
図３は、画像表示装置１００を構成する走査部１３の一例を示す図である。図３に示すように、走査部１３は、走査ミラー１３ａと、走査ミラー１３ａの角度を変化させる駆動部（図１〜図３に示さず）とを含む。走査ミラー１３ａは、基材１３ｅと、１／４波長板１３ｇと、基材１３ｅと１／４波長板１３ｇとの間に位置する偏光反射ミラー１３ｆとから成る。なお、図３には、走査ミラー１３ａの裏面に当接する光検出部１９が示されている。
【００３９】
以下では、反射ミラー１３ｄから入射するレーザ光１２が円偏光の場合を例に挙げて、走査ミラー１３ａの作用を説明する。１／４波長板１３ｇは、反射ミラー１３ｄから入射するレーザ光１２（円偏光）を透過させてＰ偏光にする。偏光反射ミラー１３ｆは、１／４波長板１３ｇを透過したＰ偏光を走査光１４として反射する。１／４波長板１３ｇは、偏光反射ミラー１３ｆが反射したＰ偏光（走査光１４）を透過させて円偏光に戻す。このような作用によって、走査ミラー１３ａは、反射ミラー１３ｄから入射するレーザ光１２を光偏向部１６に向けて走査光１４として反射する。ここで、走査部１３の表面１３ｂと光学的な共役関係にある眼２０の角膜１５から光偏向部１６を経由して入射する反射光１８もまた、１／４波長板１３ｇに入射する。１／４波長板１３ｇは、反射光１８を透過させて、前述したＰ偏光と偏向方向が直交するＳ偏光にする。偏光反射ミラー１３ｆは、１／４波長板１３ｇを透過したＳ偏光を透過させ、基材１３ｅを介して光検出部１９に入射させる。以上に説明したように、走査部１３は、反射ミラー１３ｄから入射したレーザ光１２を反射させて、走査光１４として光偏向部１６に向けて射出し、一方で、角膜１５から光偏向部１６を経由して入射する反射光１８を透過させて光検出部１９に入射させる。
【００４０】
また、走査部１３は、制御部３１の制御に従って駆動部を駆動させて走査ミラー１３ａの角度を変化させることによって、走査光１４を用いて光偏向部１６表面の走査対象領域を所定のスポットサイズで走査する。ここで、図１及び図２では、図面表現上、反射ミラー１３ｄが走査光１４及び反射光１８を遮っているように見える。しかし、実際には、反射ミラー１３ｄは、走査光１４が光偏向部１６に入射することを妨げない位置であって、反射光１８が走査部１３に入射することを妨げない位置に配置される。
【００４１】
光偏向部１６は、図１及び図２に示すように、基板１６ａと、基板１６ａ表面の少なくとも一部に形成されたホログラムミラー１６ｂとを含む。ホログラムミラー１６ｂは、薄型の回折光学素子から成り、点光源を走査部１３の位置に配置し、放射光が収束する収束光源を角膜１５の位置に配置して、光偏向部１６の位置に配置したホログラム材料を干渉露光することによって作製される。ホログラムミラー１６ｂは、走査部１３から入射する走査光１４を、常に角膜１５に向けて反射させる。また、ホログラムミラー１６ｂは、角膜１５から入射する反射光１８を、常に走査部１３に向けて反射させる。言い換えると、走査部１３が射出する走査光１４の全ては角膜１５に入射し、角膜１５で反射する反射光１８の全ては走査部１３に入射する。つまり、走査部１３と角膜１５とは、光偏向部１６を介して光学的に共役関係となる。なお、ホログラムミラー１６ｂから角膜１５に入射した走査光１４の一部は、角膜１５を透過して網膜２０ａまで入射し、この結果としてユーザは映像を認識する。
【００４２】
光検出部１９は、図３に示すように、走査部１３の裏面１３ｃに当接して配置され、走査部１３を透過する角膜１５の反射光１８を検出する。ここで、上述したように、走査部１３と角膜１５とは、光偏向部１６を介して光学的な共役関係にある。このことから、走査部１３に入射する反射光１８を光検出部１９を用いて検出することによって、角膜１５に入射する走査光１４の状態を間接的に検出できる。なお、光検出部１９を走査部１３の裏面１３ｃに当接して配置することによって、反射光１８を効率よく検出でき、また、光検出部１９及び走査部１３をシンプルかつコンパクトに構成できる。
【００４３】
図４は、光検出部１９が角膜１５の反射光１８を検出することによって、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出する方法の例について説明するための図である。図４の（ａ）には、光検出部１９が反射光１８のうち赤色光（Ｒ光源１１Ｒの光）又は青色光（Ｂ光源１１Ｂの光）を検出する場合の一例を示す。また、図４の（ｂ）には、光検出部１９が反射光１８のうち緑色光（Ｇ光源１１Ｇの光）を検出す場合の一例を示す。図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示す方法は、光ディスクの信号検出等に一般的に用いられる方法なので、以下では、簡単に説明する。
【００４４】
まず、図４の（ａ）を用いて、光検出部１９が赤色光（Ｒ光源１１Ｒの光）又は青色光（Ｂ光源１１Ｂの光）を検出する場合について説明する。ここで、Ｒ光源１１Ｒ及びＢ光源１１Ｂは、半導体レーザ光源なので、レーザ光の水平成分の発光点位置とレーザ光の垂直成分の発光点位置とが、数μｍ〜２０μｍ程度ずれている。このことから、Ｒ光源１１Ｒ及びＢ光源１１Ｂのレーザ光は、非点収差を有する。図４の（ａ）の方法は、この非点収差を利用して、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出する方法である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、光検出部１９の検出面は、水平方向２１から４５度回転した矩形であり、光検出領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに４分割されている。ここで、光検出領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄにおける検出光量を、それぞれ、Ａ１９、Ｂ１９、Ｃ１９、Ｄ１９とする。光検出部１９は、（Ａ１９＋Ｃ１９）−（Ｂ１９＋Ｄ１９）を計算して、計算結果を検出信号として生成する。ここで、或るユーザの眼２０において、図２に示すように網膜２０ａ上に走査光１４の焦点２０ｂが位置する合焦状態の場合に、反射光１８は、円形状のスポット形状１８ａ−１で検出されると仮定する。この場合、検出信号は「０」となる。焦点位置調整部１７がレーザ光１２の指向角度を変化させることによって図２に示す走査光１４の焦点位置Ｘが光偏向部１６に近づいて、焦点２０ｂが網膜２０ａ上から光偏向部１６に近づく方向にずれた場合、反射光１８は、非点収差を有するＲ光源１１Ｒ及びＢ光源１１Ｂのレーザ光の性質によって、例えば横長形状のスポット形状１８ｂで検出される。この場合、検出信号は負の値となる。一方、焦点位置調整部１７がレーザ光１２の指向角度を変化させることによって図２に示す走査光１４の焦点位置Ｘが光偏向部１６から離れて、焦点２０ｂが網膜２０ａ上から光偏向部１６から離れる方向にずれた場合、反射光１８は、非点収差を有するＲ光源及びＢ光源のレーザ光の性質によって、例えば縦長形状のスポット形状１８ｃで検出される。この場合、検出信号は正の値となる。つまり、光検出部１９の検出信号の値は、焦点２０ｂが光偏向部１６に近づくに従って小さくなり、焦点２０ｂが光偏向部１６から離れるに従って大きくなる。このことから、光検出部１９の検出信号は、網膜２０ａに対する焦点２０ｂの位置を示すと言える。この結果として、光検出部１９は、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出することによって、網膜２０ａと焦点２０ｂとの位置関係を検出できる。ここで、眼２０はユーザ毎に特性（近視、遠視等）を有しているので、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に位置するときに光検出部１９で検出されるスポット形状（検出信号）は、ユーザ毎に異なる。このことから、後述する初期設定動作を行って、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に位置するときに光検出部１９で検出されるスポット形状（検出信号）を初期設定信号として決定しておく必要がある。
【００４６】
次に、図４の（ｂ）を用いて、光検出部１９が緑色成分の光（Ｇ光源１１Ｇの光）を検出する場合について説明する。なお、Ｇ光源はＳＨＧレーザ光源なので、Ｇ光源１１Ｇのレーザ光は、原則として、非点収差を有さない。図４の（ｂ）の方法は、反射光１８の光検出部１９におけるスポットサイズを利用して、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出する方法である。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、光検出部１９の検出面は、水平方向２１と平行な線によって、中央の光検出領域１９ｅと上側の光検出領域１９ｆと下側の光検出領域１９ｇとに３分割されている。ここで、光検出領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｇにおける検出光量を、それぞれ、Ｅ１９、Ｆ１９、Ｇ１９とする。光検出部１９は、（Ｅ１９）−（Ｆ１９＋Ｇ１９）を計算して、計算結果を検出信号として生成する。ここで、或るユーザの眼２０において、図２に示すように網膜２０ａ上に走査光１４の焦点２０ｂが位置する合焦状態の場合に、反射光１８はスポットサイズ１８ａで検出されると仮定し、この場合の検出信号の値をＺとする。焦点位置調整部１７がレーザ光１２の指向角度を変化させることによって図２に示す走査光１４の焦点位置Ｘが光偏向部１６に近づいて、焦点２０ｂが網膜２０ａ上から光偏向部１６に近づく方向にずれた場合、反射光１８は、スポットサイズ１８ａよりも小さいスポットサイズ１８ｅで検出される。この場合、検出信号はＺより大きい値となる。一方、焦点位置調整部１７がレーザ光１２の指向角度を変化させることによって図２に示す走査光１４の焦点位置Ｘが光偏向部１６から離れて、焦点２０ｂが網膜２０ａ上から光偏向部１６から離れる方向にずれた場合、反射光１８は、スポットサイズ１８ａよりも大きいスポットサイズ１８ｆで検出される。この場合、検出信号はＺより小さい値となる。つまり、光検出部１９の検出信号の値は、焦点２０ｂが光偏向部１６に近づくに従って大きくなり、焦点２０ｂが光偏向部１６から離れるに従って小さくなる。このことから、光検出部１９の検出信号は、網膜２０ａに対する焦点２０ｂの位置を示すと言える。この結果として、光検出部１９は、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出することによって、網膜２０ａと焦点２０ｂとの位置関係を検出できる。ここで、眼２０はユーザ毎に特性（近視、遠視等）を有しているので、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に位置するときに光検出部１９で検出されるスポットサイズ（検出信号）は、ユーザ毎に異なる。このことから、後述する初期設定動作を行って、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に位置するときに光検出部１９で検出されるスポットサイズ（検出信号）を初期設定信号として決定しておく必要がある。
【００４８】
以上に説明したように、光検出部１９は、走査部１３に入射する反射光１８を検出することによって、角膜１５に入射する走査光１４の状態を間接的に検出し、この結果として、網膜２０ａと焦点２０ｂとの位置関係を検出できる。
【００４９】
制御部３１は、図１及び図２に示すように、制御部３１ａと、調整部５１と、記憶部５２とを含む。制御部３１ａは、レーザ光源１１を制御して、映像を眼２０の網膜２０ａ上に映写するためのレーザ光１２の強度及び色を変化させる。また、制御部３１ａは、走査部１３を制御して、走査光１４で光偏向部１６の走査対象領域を走査する。また、制御部３１ａは、予め記憶部５２に記憶された初期設定信号と、光検出部１９が検出した検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７を制御してレーザ光１２の指向角度を精密に変化させる。ここで、初期設定信号は、後述する初期設定動作において光検出部１９によって検出された検出信号である。調整部５１は、例えばダイアルであり、後述する初期設定動作において、ユーザの手動操作に従って、焦点位置調整部１７を操作してレーザ光１２の指向角度を調整する。記憶部５２は、初期設定動作において光検出部１９が検出した初期設定信号を記憶する。なお、レーザ光源１１、走査部１３および焦点位置調整部１７は、それぞれ、配線３３により制御部３１に接続されて電気的に制御される。
【００５０】
図５は、画像表示装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。図５において、ステップＳ１〜Ｓ４は初期設定動作であり、ステップＳ５はユーザに映像を鑑賞させる動作である。ステップＳ１〜Ｓ４の初期設定動作は、原則として、ユーザが初めて画像表示装置１００を使用する場合、及び、ユーザが交代した場合等に実施される。以下では、図５を用いて、画像表示装置１００の動作について説明する。
【００５１】
まず、ステップＳ１において、走査部１３は、制御部３１の制御に従って、走査光１４の射出方向を変化させて光偏向部１６上の走査対象領域の走査を開始する。図６は、走査部１３が走査光１４を用いて走査する光偏向部１６上の走査対象領域６０を示す図である。図６において、走査対象領域６０は、一例として、９つの分割領域Ａ〜Ｉに分割されている。走査部１３が行う走査によって、走査光１４は、光偏向部１６を経由して角膜１５に入射し、角膜１５において一部が反射光１８として反射され、他の一部は角膜１５を透過して網膜２０ａに照射される。反射光１８は、光偏向部１６を経由して走査部１３に入射する。また、ステップＳ１において、光検出部１９は、走査部１３に入射した反射光１８の検出を開始する。この際、レーザ光源１１は、制御部３１の制御に従ってレーザ光１２の強度及び色を変化させて焦点位置調整部１７に射出する。また、焦点位置調整部１７は、入射したレーザ光１２を、制御部３１の制御に従って、一定の指向角度のレーザ光１２にして射出する。つまり、ステップＳ１において、画像表示装置１００は、網膜２０ａに対して映写を開始し、また、角膜１５に対する走査光１４の入射状態の検出を開始する。
【００５２】
次に、ステップＳ２において、ユーザは、図６に示す走査対象領域６０の中央に位置する分割領域Ｅに視線を向けたままで、分割領域Ａの映像について最も鮮明に視えるように調整部５１を操作する。言い換えると、ステップＳ２において、制御部３１の調整部５１は、分割領域Ａが走査される際における、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を、ユーザの指示に従って調整する。このことによって、調整部５１は、分割領域Ａが走査される期間において、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に正確に位置するように、走査光１４の焦点位置Ｘを調整できる。
【００５３】
次に、ステップＳ３において、記憶部５２は、分割領域Ａが走査される期間に光検出部１９が検出した反射光１８の検出信号を、分割領域Ａにおける初期設定信号として記憶する。
【００５４】
次に、ステップＳ４において、制御部３１ａは、記憶部５２に、全ての分割領域Ａ〜Ｉについて初期設定信号が記憶されたか否かを判断する。ここで、記憶部５２には分割領域Ａについての初期設定信号のみが記憶されているので、処理はステップＳ２に戻る。
【００５５】
ステップＳ２において、分割領域Ｂについて分割領域Ａと同様の処理が為されて、調整部５１は、分割領域Ｂが走査される期間において、焦点２０ｂが網膜２０ａ上に正確に位置するように、走査光１４の焦点位置Ｘを調整する。次に、ステップＳ２において、記憶部５２は、分割領域Ｂが走査される期間に光検出部１９が検出した反射光１８の検出信号を、分割領域Ｂにおける初期設定信号として記憶する。その後、ステップＳ４において、処理はステップＳ２に戻る。以下、同様に、ステップＳ２〜Ｓ３の処理が繰返されて、ステップＳ３において、データ記憶部５２は、全ての分割領域Ａ〜Ｉについて初期設定信号を記憶する。
【００５６】
以上の初期設定動作によって、データ記憶部５２は、網膜２０ａ上に走査光１４が焦点２０ｂを結ぶ角膜１５における走査光１４の入射状態を、分割領域Ａ〜Ｉのそれぞれについての初期設定信号として記憶する。
【００５７】
次に、ステップＳ４において、制御部３１ａは、データ記憶部５２に、全ての分割領域Ａ〜Ｉについて初期設定信号が記憶されたと判断し、処理は、ユーザに映像を鑑賞させるステップＳ５に移る。
【００５８】
次に、ステップＳ５において、制御部３１ａは、記憶部５２に記憶された初期設定信号と、光検出部１９が検出する反射光１８の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を分割領域Ａ〜Ｉ毎に切替えて、走査部１３に走査対象領域６０を走査させる。より具体的には、ステップＳ５において、制御部３１ａは、例えば分割領域Ａを走査するときは、分割領域Ａについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整する。同様に、ステップＳ５において、制御部３１ａは、例えば分割領域Ｂを走査するときは、分割領域Ｂについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整する。
【００５９】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る画像表示装置１００は、ユーザの指示に従って、ユーザが実際に映像を鮮明に視えるように、走査対象領域６０中の各分割領域Ａ〜Ｉを走査する時のレーザ光１２の指向角度（即ち、走査光１４の焦点位置Ｘ）をそれぞれ調整する。そして、画像表示装置１００は、レーザ光１２の指向角度をそれぞれ調整した時の角膜１５の反射光１８をそれぞれ検出し、各検出信号を初期設定信号として記憶する。その後、画像表示装置１００は、ユーザに映像を鑑賞させる動作において、初期設定信号と角膜１５からの反射光１８の検出信号とが一致するように、走査する分割領域Ａ〜Ｉ毎にレーザ光１２の指向角度（即ち、走査光１４の焦点位置Ｘ）を切替える。このことによって、画像表示装置１００は、走査光の焦点２０ｂを常に網膜２０ａ上に位置させることができる。
【００６０】
このように、画像表示装置１００は、従来の技術のように微少光量である網膜の反射光を利用して走査光の焦点調整を行うのではなく、比較的光量の多い角膜の反射光を利用して走査光の焦点調整を行う。そして、角膜の反射光の光量は、網膜の反射光の光量とは異なり、走査光の眼２０への入射角度に関わらず安定している。このことによって、画像表示装置１００は、走査光の眼２０への入射角度に関わらず走査光の焦点調節を常に厳密に行うことができるので、網膜における結像状態を常に厳密に調節できる。この結果として、第１の実施形態に係る画像表示装置１００は、ユーザの視野全体において常に鮮明な映像を提供できる。
【００６１】
ここで、画像表示装置１００は、一般に眼鏡形態である。このことから、光偏向部１６と角膜１５との間隔は変化し易い（図２を参照）。特に、ユーザが、画像表示装置１００を取り外して再度装着した場合には、光偏向部１６と角膜１５との間隔は変化する。この場合であっても、画像表示装置１００は、上述したように、初期設定信号と角膜１５からの反射光１８の検出信号とが一致するようにレーザ光１２の指向角度（即ち、走査光１４の焦点位置Ｘ）を切替えるので、初期設定時と同様の状態で角膜１５に走査光１４が照射され、この結果として、焦点２０ｂを常に網膜２０ａ上に位置させることができる。
【００６２】
なお、焦点位置調整部１７は、走査部１３（光検出器１９）と光偏向部１６と角膜１５とから成る光学系の外領域に配置される。このことによって、焦点位置調整部１７は、光偏向部１６を介した走査部１３（光検出器１９）と角膜１５との光学的共役関係を維持しつつ走査光１４の焦点位置Ｘを調整できる。
【００６３】
また、焦点位置調整部１７は、走査動作によって振動する走査部１３から離れた位置に配置されることが好ましい。このことによって、焦点位置調整部１７は、走査部１３の振動の影響を抑制しつつ、サーボ駆動ミラー３１ｂ−１及び３１ｂ−２を精密に駆動させることができる。
【００６４】
また、第１の実施形態に係る画像表示装置１００は、ＲＧＢ光からなるレーザ光１２を用いて映像を映写するので、液晶パネル等を用いて映像を映写するタイプの画像表示装置に比べて、色再現性がよく小型で低消費電力のＨＭＤを実現できる。
【００６５】
また、第１の実施形態に係る画像表示装置１００は、Ｇ光源１１ＧとしてＳＨＧレーザを使用するので、更に色再現性がよく高出力のＨＭＤを実現できる。
【００６６】
また、以上では、レーザ光源１１が、Ｒ光源１１ＲとＧ光源１１ＧとＢ光源１１Ｂとを含む場合について説明した。しかし、レーザ光源１１は、Ｒ光源１１ＲとＧ光源１１ＧとＢ光源１１Ｂとのうち、１つ又は２つを含む構成であってもよい。
【００６７】
また、第１の実施形態に係る画像表示装置１００では、調整部５１が制御部３１に組み込まれる場合について説明した。しかし、調整部５１は、制御部３１に着脱可能とし、図５を用いて説明した初期設定動作時にのみ制御部３１に取り付けられてもよい。このことによって、ユーザが映像を鑑賞するときに着用する装置のサイズ及び重量を低減できる。
【００６８】
また、以上では、図５を用いて説明した初期設定動作において、ユーザ自身が調整部５１を操作した。しかし、図５を用いて説明した初期設定動作において、ユーザの指示を受けた者が、調整部５１を操作してもよい。
【００６９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る画像表示装置２００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００の特徴に加えて、ユーザの視線方向を検出して、検出した視線方向に対応する領域（ユーザの中央視野領域）では鮮明な映像とし、他の領域（ユーザの周辺視野領域）では比較的鮮明ではない映像とすることに特徴を有する。
【００７０】
第２の実施形態に係る画像表示装置２００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００の制御部３１を、制御部３１−２に置き換えた構成である。画像表示装置２００の制御部３１−２は、画像表示装置１００の制御部３１の制御部３１ａを、制御部３１ａ−２に置き換えた構成である。従って、以下では、図２を流用して、第１の実施形態に係る画像表示装置１００に対して異なる内容について説明を行う。なお、第１の実施形態に係る画像表示装置１００と同様の内容については、原則として説明を省略する。
【００７１】
図２は、走査光１４がユーザの視線方向から角膜１５に入射する状態を示している。図２の状態において、光検出部１９は、角膜１５表面からの反射光１８に加えて、水晶体２０ｃ及び網膜２０ａ等の境界面からの反射光も検出する。このことから、走査光１４がユーザの視線方向から角膜１５に入射する図２の状態において、光検出部１９が検出する光量は、ピークとなる。このことを利用して、制御部３１ａ−２は、光検出部１９が検出する光量のピークを検知することによって、ユーザの視線方向を検知する。
【００７２】
ここで、人間の目の視力は、視線方向近傍の中央視野では高い一方で、それ以外の周辺視野では低い。そこで、制御部３１ａ−２は、ユーザの視線方向を検知することによって、ユーザの中央視野領域を認識する。そして、制御部３１ａ−２は、焦点位置調整部１７を制御して行うレーザ光１２の指向角度調整の精度を、ユーザの中央視野領域を走査光１４で走査する期間には高くし、ユーザの周辺視野領域を走査光１４で走査する期間には低くする。また、制御部３１ａ−２は、レーザ光源１１を制御して行うレーザ光１２の強度及び色の変調周波数を、ユーザの中央視野領域を走査光１４で走査する期間には高くし、ユーザの周辺視野領域を走査光１４で走査する期間には低くする。つまり、制御部３１ａ−２は、レーザ光源１１を制御して、映写する映像の解像度を、ユーザの中央視野領域では高く、ユーザの周辺視野領域では低くする。
【００７３】
以上に説明したように、第２の実施形態に係る画像表示装置２００は、検出したユーザの視線方向に基づいて、中央視野領域と周辺視野領域との間で、映写する映像の鮮明さを切替える。この結果として、第２の実施形態に係る画像表示装置２００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００と同様の効果を得つつ、必要十分な鮮明さの映像をユーザ提供できるので、制御電力の省力化を図ることができる。
【００７４】
なお、第２の実施形態において、制御部３１ａ−２は、ユーザの視線方向に基づいて、レーザ光１２の指向角度調整の精度と、映像の解像度とを制御した。しかし、制御部３１ａ−２は、これらのうち一方のみを制御してもよい。
【００７５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る画像表示装置３００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００の特徴に加えて、ユーザの視線方向を検出し、視線方向の変化に追随して、焦点調整に用いる初期設定信号を切替えることに特徴を有する。
【００７６】
第３の実施形態に係る画像表示装置３００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００の制御部３１を、制御部３１−３に置き換えた構成である。画像表示装置３００の制御部３１−３は、画像表示装置１００の制御部３１の制御部３１ａを、制御部３１ａ−３に置き換えた構成である。従って、以下では、図２を流用して、第１の実施形態に係る画像表示装置１００に対して異なる内容について説明を行う。なお、第１の実施形態に係る画像表示装置１００と同様の内容については、原則として説明を省略する。
【００７７】
ここで、焦点調整に用いられる初期設定信号は、図５を用いて説明した初期設定動作において、図６に示す走査対象領域６０の中央に位置する分割領域Ｅにユーザが視線を向けた状態で設定される。つまり、焦点調整に用いられる初期設定信号は、ユーザの視線方向が常に分割領域Ｅを向き、分割領域Ｅが常にユーザの中央視野領域となることを前提としている。
【００７８】
以下では、図６を用いて、制御部３１ａ−３の特徴的な動作について具体的に説明する。制御部３１ａ−３は、第２の実施形態に係る画像表示装置２００の制御部３１ａ−２と同様にして、ユーザの中央視野領域を認識する。
【００７９】
まず、ユーザの視線方向が分割領域Ｅを向き、分割領域Ｅがユーザの中央視野領域である場合について、説明する。この場合、制御部３１ａ−３は、分割領域Ｅを走査光１４で走査する期間において、第１の実施形態の制御部３１ａと同様に、分割領域Ｅについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整して、焦点調整を行う。同様に、制御部３１ａ−３は、分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉをそれぞれ走査する期間において、第１の実施形態の制御部３１ａと同様に、分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とがそれぞれ一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整して、焦点調整を行う。
【００８０】
次に、ユーザの視線方向が分割領域Ｆを向き、分割領域Ｆがユーザの中央視野領域となった場合を一例に挙げて、説明する。この場合、制御部３１ａ−３は、分割領域Ｆを走査光１４で走査する期間において、分割領域Ｅについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整して、焦点調整を行う。また、制御部３１ａ−３は、分割領域Ｅを走査光１４で走査する期間において、分割領域Ｄについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とが一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整して、焦点調整を行う。同様に、制御部３１ａ−３は、分割領域Ｂ，Ｃ，Ｈ，Ｉをそれぞれ走査する期間において、分割領域Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈについての初期設定信号と光検出部１９の検出信号とがそれぞれ一致するように、焦点位置調整部１７が射出するレーザ光１２の指向角度を調整して、焦点調整を行う。
【００８１】
以上に説明したように、第３の実施形態に係る画像表示装置３００は、ユーザの視線方向を検出し、視線方向の変化に追随して、焦点調整に用いる初期設定信号を適切に切替える。この結果として、第３の実施形態に係る画像表示装置３００は、第１の実施形態に係る画像表示装置１００と同様の効果を得つつ、ユーザの視線方向が変化した場合であっても、ユーザの視野全体において常に鮮明な映像を提供できる。
【００８２】
なお、上記した分割領域Ｆがユーザの中央視野領域となった場合には、分割領域Ａ，Ｄ，Ｇは、ユーザの視野の外縁に位置する。このことから、分割領域Ａ，Ｄ，Ｇを走査する期間においては、初期設定信号の切替えを行わず、それぞれ、分割領域Ａ，Ｄ，Ｇについての初期設定信号を用いて焦点調整を行えばよい。
【００８３】
また、以上に説明した第２の実施形態に係る画像表示装置２００の特徴と第３の実施形態に係る画像表示装置３００の特徴とを組合わせてもよい。つまり、ユーザの視線方向を検出して、中央視野領域と周辺視野領域との間で映写する映像の鮮明さを切替え、加えて、視線方向の変化に追随して焦点調整に用いる初期設定信号を適切に切替えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、画像表示装置等に利用可能であり、特に、ＨＭＤ型の画像表示装置において鮮明な画像をユーザに提供する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１００の概略構成の一例を示す図
【図２】図１に示す本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１００において、レーザ光源１１及び焦点位置調整部１７の内部構成の一例を示した図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１００を構成する走査部１３の一例を示す図
【図４】本発明の光検出部１９が角膜１５の反射光１８を検出することによって、角膜１５に対する走査光１４の入射状態を検出する方法の例について説明するための図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１００の動作を説明するためのフローチャート
【図６】本発明の走査部１３が走査光１４を用いて走査する光偏向部１６上の走査対象領域６０を示す図
【符号の説明】
【００８６】
１１、１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒ    レーザ光源
１１ａ    コリメータレンズ
１１ｂ    ダイクロイックプリズム
１２    レーザ光
１３    走査部
１３ａ    走査ミラー
１３ｄ    反射ミラー
１３ｅ    基材
１３ｆ    偏光反射ミラー
１３ｇ    １／４波長板
１４    走査光
１５    角膜
１６    光偏向部
１６    ａ基板
１６ｂ    ホログラムミラー
１７    焦点位置調整部
１８    反射光
１８ａ−１、１８ｂ、１８ｃ    スポット形状
１８ａ、１８ｅ、１８ｆ    スポットサイズ
１９    光検出部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ    光検出領域
２０    眼
２０ａ    網膜
２０ｂ    焦点
２０ｃ    水晶体
３１、３１−２、３１−３、３１ａ、３１ａ−２、３１ａ−３    制御部
３１ｂ−１、３１ｂ−２    サーボ駆動ミラー
３２ｂ−１、３２ｂ−２    シリンドリカルレンズ
３２ａ    プリズム
５１    調整部
５２    記憶部
６０    走査対象領域
１００、２００、３００    画像表示装置
【図１】
0005143772.tif 000002
【図２】
0005143772.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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