(57)【要約】【課題】ゴーストの発生を抑制することができ、全体としての小型化、軽量化を容易に図り得る画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、光源１１及び走査手段を備えており、走査手段は、（ａ）光源１１から出射された光ビームが入射される第１ミラー２０、（ｂ）第１ミラー２０から出射された光ビームが入射され、第１ミラー２０の回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏光手段３０、（ｃ）第１光偏光手段３０から出射された平行光が入射される第２ミラー４０、及び、（ｄ）第２ミラー４０から出射された平行光が入射され、第２ミラー４０の回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏光手段５０を備えており、第１光偏向手段３０の内部には、一部が欠如している複数の半透過膜３１が設けられている。【選択図】  図１
2012008355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している画像表示装置。
【請求項２】
第１光偏向手段において、第１ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面に対して最も遠い所に位置する光出射面の部分から光入射面に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
第１光偏向手段において、第１入射角の最大値をθI-1-max、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角最大値θI-1-maxで光入射面に入射するときの光ビーム入射点と光出射面との間の距離をＬ10、光入射面と光出射面の交点を原点とし、光出射面内で軸線に沿った原点からの距離をＬ1としたとき、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している画像表示装置。
【請求項５】
第２光偏向手段において、第２ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面に対して最も遠い所に位置する光出射面の部分から光入射面に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
第２光偏向手段において、第２入射角の最大値をθI-2-max、第２ミラーから出射された光ビームが第２入射角最大値θI-2-maxで光入射面に入射するときの光ビーム入射点と光出射面との間の距離をＬ20、光入射面と光出射面の交点を原点とし、光出射面内で軸線に沿った原点からの距離をＬ2としたとき、
Ｌ2＝Ｌ20・ｃｏｔ（θI-2-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
第１光偏向手段において、第１ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面に対して最も遠い所に位置する光出射面の部分から光入射面に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
第１光偏向手段において、第１入射角の最大値をθI-1-max、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角最大値θI-1-maxで光入射面に入射するときの光ビーム入射点と光出射面との間の距離をＬ10、光入射面と光出射面の交点を原点とし、光出射面内で軸線に沿った原点からの距離をＬ1としたとき、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面に面する部分が欠如している請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する画像表示装置。
【請求項１１】
光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する画像表示装置。
【請求項１２】
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成り、
第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角が規定される請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
第１方向と第４方向とは一致しており、第２方向と第３方向とは一致しており、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１６】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１７】
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している請求項１６に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１８】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１９】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する頭部装着型ディスプレイ。
【請求項２０】
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する請求項１９に記載の頭部装着型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるための虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特表２００５−５２１０９９や特開２００６−１６２７６７から周知である。
【０００３】
概念図を図１３に示すように、この画像表示装置２００は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置２０１、画像形成装置２０１の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系２０２、及び、コリメート光学系２０２にて平行光とされた光が入射され、導光され、出射される導光手段２０３を備えている。導光手段２０３は、入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２０４、導光板２０４に入射された光が導光板２０４の内部で全反射されるように、導光板２０４に入射された光を反射させる第１偏向手段２０５（例えば、１層の光反射膜から成る）、及び、導光板２０４の内部を全反射により伝播した光を導光板２０４から出射させる第２偏向手段２０６（例えば、多層積層構造を有する光反射多層膜から成る）から構成されている。そして、このような画像表示装置２００によって、例えば、ＨＭＤ（Head Mounted Display）を構成すれば、装置の軽量化、小型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５２１０９９
【特許文献２】特開２００６−１６２７６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の画像表示装置２００において、画像形成装置２０１は２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた構造を有しており、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置から構成されている。従って、画像形成装置２０１の小型化を図ることが困難である。また、従来の画像表示装置２００にあっては、画像形成装置２０１及びコリメート光学系２０２が必要であるため、画像表示装置全体としての小型化、軽量化も困難である。
【０００６】
従って、本発明の目的は、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を容易に図り得る画像表示装置、及び、係る画像表示装置を適用した頭部装着型ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様、第２の態様、第３の態様あるいは第４の態様に係る画像表示装置は、
光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えている。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の第１の態様、第２の態様、第３の態様あるいは第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）は、
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えている。そして、この画像表示装置は、上記の本発明の第１の態様、第２の態様、第３の態様あるいは第４の態様に係る画像表示装置から構成されている。
【０００９】
そして、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している。
【００１１】
また、本発明の第３の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第３の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。尚、光反射率は垂直入射光によって評価する。以下の説明においても同様とする。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様〜第４の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイは、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー、第２光偏向手段を備えており、光源から出射された光ビームを平行光にして出射する。従って、例えば液晶表示装置から構成された画像形成装置、それ自体が不要である。しかも、走査手段の内部で、例えば、２次元画像を、一旦、あたかも中間像として作成する必要が無い。即ち、結像光学系が不要である。それ故、光源や走査手段の小型化、更には、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を図ることができる。本発明の第１の態様〜第４の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、光源から光ビームとして出射され、最終的に第２光偏向手段から出射された平行光は、観察者の眼球に入射し、眼球において瞳孔（通常、直径２乃至６ｍｍ程度）を通過し、網膜にて結像され、１つの画素として認識される。これは、第２光偏向手段から出射される光が平行光であるが故である。そして、このような操作を複数回、繰り返すことによって、２次元画像を認識することができる。
【００１４】
しかも、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如しているし、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第２光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している。従って、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射し、半透過膜を通過し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の光出射面に衝突した光ビームが光出射面にて全反射し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の内部に戻されたとき、この全反射光ビームは半透過膜と衝突することがない。それ故、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段から出射される画像にゴーストが生じることを、確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第３の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第３の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有するし、本発明の第４の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。即ち、半透過膜の光反射率に対する光の入射角依存性（半透過膜に入射する光の入射角が大きいほど、光反射率が高くなる関係）を利用している。従って、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射し、半透過膜を通過し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の光出射面に衝突した光ビームが光出射面にて全反射し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の内部に戻され、この全反射光ビームが半透過膜と衝突したときでも、半透過膜によって反射される全反射光ビームの光強度を、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射し、半透過膜によって反射され、出射される光ビームの光強度よりも相対的に低くすることができ、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段から出射される画像のゴーストが視認し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の画像表示装置の概念図であり、図１の（Ｃ）は、入射角、出射角を説明するための概念図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の画像表示装置における第１光偏向手段の模式的な断面図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の画像表示装置における第２光偏向手段の模式的な断面図である。
【図４】図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の左下隅の画素が網膜上の右上に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の右下隅の画素が網膜上の左上に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の左上隅の画素が網膜上の右下に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の右上隅の画素が網膜上の左下に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施例２の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図９】図９は、実施例２の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図１０】図１０は、実施例３における第１光偏向手段の模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、半透過膜の光反射率の入射角依存性を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施例１の画像表示装置の変形例の概念図である。
【図１３】図１３は、従来の画像表示装置の概念図である。
【図１４】図１４は、第１ミラーから第１光偏向手段に入射した光ビームが第１光偏向手段の第１光出射面にて全反射したときの状態を模式的に示す図であり、ゴーストが発生する状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の第１の態様〜第４の態様に係る画像表示装置及び本発明の第１の態様〜第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様及び第２の態様に係る画像表示装置）
３．実施例２（本発明の第１の態様及び第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイ）
４．実施例３（本発明の第３の態様及び第４の態様に係る画像表示装置、本発明の第３の態様及び第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイ）、その他
【００１８】
本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第１光偏向手段において、第１ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面（便宜上、『第１光入射面』と呼ぶ場合がある）に対して最も遠い所に位置する光出射面（便宜上、『第１光出射面』と呼ぶ場合がある）の部分から光入射面（第１光入射面）に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第１光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。そして、この場合、第１光偏向手段において、第１入射角の最大値をθI-1-max、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角最大値θI-1-maxで光入射面（第１光入射面）に入射するときの光ビーム入射点（光ビーム入射重心点）と光出射面（第１光出射面）との間の距離をＬ10、光入射面（第１光入射面）と光出射面（第１光出射面）の交点を原点とし、光出射面（第１光出射面）内で軸線に沿った原点からの距離をＬ1としたとき、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第１光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。尚、光ビーム入射点は或る程度の大きさを有するので、光ビーム入射点と第１光出射面との間の距離Ｌ10は、より具体的には、光ビームの進行方向断面における光ビームの重心を光ビーム入射重心点としたとき、光ビーム入射重心点と第１光出射面との間の距離と定義される。以下の距離Ｌ20の説明においても同様である。
【００１９】
一方、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第２光偏向手段において、第２ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面（便宜上、『第２光入射面』と呼ぶ場合がある）に対して最も遠い所に位置する光出射面（便宜上、『第２光出射面』と呼ぶ場合がある）の部分から光入射面（第２光入射面）に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第２光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。そして、この場合、第２光偏向手段において、第２入射角の最大値をθI-2-max、第２ミラーから出射された光ビームが第２入射角最大値θI-2-maxで光入射面（第２光入射面）に入射するときの光ビーム入射点（光ビーム入射重心点）と光出射面（第２光出射面）との間の距離をＬ20、光入射面（第２光入射面）と光出射面（第２光出射面）の交点を原点とし、光出射面（第２光出射面）内で軸線に沿った原点からの距離をＬ2としたとき、
Ｌ2＝Ｌ20・ｃｏｔ（θI-2-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第２光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。
【００２０】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している形態とすることができる。そして、この場合、第１光偏向手段において、第１ミラーから出射された光ビームが入射する光入射面（第１光入射面）に対して最も遠い所に位置する光出射面（第１光出射面）の部分から光入射面（第１光入射面）に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第１光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。そして、更には、第１光偏向手段において、第１入射角の最大値をθI-1-max、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角最大値θI-1-maxで光入射面（第１光入射面）に入射するときの光ビーム入射点（光ビーム入射重心点）と光出射面（第１光出射面）との間の距離をＬ10、光入射面（第１光入射面）と光出射面（第１光出射面）の交点を原点とし、光出射面（第１光出射面）内で軸線に沿った原点からの距離をＬ1としたとき、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜の光出射面（第１光出射面）に面する部分が欠如している形態とすることができる。
【００２１】
また、本発明の第４の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、
第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する形態とすることができる。
【００２２】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第１の態様』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第２の態様』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第３の態様に係る画像表示装置あるいは以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第３の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第３の態様』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第４の態様に係る画像表示装置あるいは以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第４の態様』と呼ぶ場合がある。また、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る画像表示装置を総称して、単に『本発明の画像表示装置』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の頭部装着型ディスプレイ』と呼ぶ場合がある。更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る画像表示装置、及び、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様〜第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明』と呼ぶ場合がある。
【００２３】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、
フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、
テンプル部あるいはフロント部の上部に、光源が配置されており、
フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段及び第２ミラーが配置されており、
第２光偏向手段は、観察者の瞳と対向して配置されている（即ち、通常の眼鏡のフレームにおけるレンズ取り付け位置に相当する位置に配置されている）構成とすることができる。以上の配置は、観察者が裸眼にて十分な視力がある場合、若しくは、コンタクトレンズ等を使用している場合の配置であるが、通常の眼鏡にて視力矯正をしている観察者の場合、眼鏡のレンズの外側に第２光偏向手段を配置することもできる。
【００２４】
あるいは又、フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー及び第２光偏向手段が配置されている構成とすることもできる。
【００２５】
本発明の画像表示装置、あるいは、上記の好ましい構成を含む本発明の頭部装着型ディスプレイを構成する走査手段（以下、これらを総称して、『本発明における走査手段等』と呼ぶ）において、第１ミラーから離れる方向に向かって第１光偏向手段から出射される平行光の第１出射角θO-1を正の値の出射角とするとき、第１光偏向手段への光ビームの第１入射角θI-1が大きくなるに従い、第１出射角θO-1は負の値から正の値の方向へと変化する形態とすることができる。そして、この場合、更には、第２ミラーから離れる方向に向かって第２光偏向手段から出射される平行光の第２出射角θO-2を正の値の出射角とするとき、第２光偏向手段への平行光の第２入射角θI-2が大きくなるに従い、第２出射角θO-2は負の値から正の値の方向へと変化する形態とすることができる。尚、第１入射角θI-1とは、第１光偏向手段に入射した光ビームと第２方向との成す角度と定義する。一方、第１出射角θO-1とは、第１光偏向手段から出射した平行光と、第１光偏向手段の第１光出射面の法線との成す角度と定義する。同様に、第２入射角θI-2とは、第２光偏向手段に入射した平行光と第４方向との成す角度と定義する。一方、第２出射角θO-2とは、第２光偏向手段から出射した平行光と、第２光偏向手段の第２光出射面の法線との成す角度と定義する。また、第１光偏向手段の内部を伝播する光ビームであって第１光偏向手段の第１光出射面に向かう光ビームと第２方向との成す第１入射角θI-1を正の値とする。同様に、第２光偏向手段の内部を伝播する平行光であって第２光偏向手段の第２光出射面に向かう平行光と第４方向との成す第２入射角θI-2を正の値とする。
【００２６】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明における走査手段等において、第１光偏向手段に入射した光ビームは第１光偏向手段によって第２方向に伸長され、第２光偏向手段に入射した平行光は第２光偏向手段によって第４方向に伸長される構成とすることができる。これによって、最終的に得られる平行光は、第２方向及び第４方向に２次元的に伸長されたものとなる。
【００２７】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成り、第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角θI-1が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角θI-2が規定される構成とすることができる。光源から１回の光ビームの出射によって、最終的に表示画像における１画素が得られる。従って、Ｐ×Ｑ個の画素を表示するためには、Ｐ×Ｑ回の光ビームの出射が必要とされる。第１ミラー及び第２ミラーは、画素の位置情報を、一種の角度情報に変換する機能を有する。第２方向と第４方向とは直交する関係にあることが望ましい。
【００２８】
また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、第１ミラーの単位時間当たりの回動数（振動周波数）は、第２ミラーの単位時間当たりの回動数（振動周波数）よりも高い構成とすることが望ましいが、第２ミラーの回動数の方が高い構成としてもよい。第１ミラーや第２ミラーの回動のためには、第１ミラーや第２ミラーに備えられた回動手段に、例えば、正弦波信号や矩形波信号、鋸波信号を入力すればよい。第１ミラーを駆動するための信号の周波数は、第２方向に沿った画素数、第２ミラーのデューティ、フレームレート等から決定され、例えば、数キロヘルツ乃至数百キロヘルツ程度である。また、第２ミラーを駆動するための信号の周波数は、フレームレート等から決定され、例えば、１５ヘルツ、３０ヘルツ、６０ヘルツ、１２０ヘルツ、１８０ヘルツ、２４０ヘルツ等である。第１ミラーや第２ミラーを、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）から構成する場合、例えば、高速での第１ミラーの回動を共振に基づき行い、低速での第２ミラーの回動を非共振に基づき行うことができる。
【００２９】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、第１方向と第４方向とは一致しており（平行であり）、第２方向と第３方向とは一致しており（平行であり）、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある形態とすることができ、この場合、更には、画像観察位置は、第２光偏向手段に対して第５方向に位置し、第５方向は、第１方向及び第４方向と直交し、且つ、第２方向及び第３方向と直交する関係にある形態とすることができる。但し、必ずしも各方向が平行あるいは直交した関係に無くともよい。
【００３０】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、第１光偏向手段の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）が設けられており、あるいは又、第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）が設けられているが、半透過膜は、合金を含む金属から成る金属膜から構成することもできるし、ＭｇＦX等の誘電体膜から構成することもできるし、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成することもできる。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ2膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ2膜から構成されている。半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）の形成は、使用する材料に依存して、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて行うことができる。
【００３１】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様において、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段における半透過膜の光反射率は、垂直入射において、３０％以下、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下であることが望ましい。
【００３２】
また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、多数の半透過膜の光反射率を、同じとしてもよいし、第１光偏向手段、第２光偏向手段の内部における配置位置に依存して変化させてもよい。後者の場合、具体的には、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くすることが望ましく、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くすることが望ましい。云い換えれば、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くすることが望ましく、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くすることが望ましい。このように徐々に光反射率を増加させることで、第１ミラーから離れた位置に位置する第１光偏向手段の部分で反射される光の強度と、第１ミラーから近い位置に位置する第１光偏向手段の部分で反射される光の強度を近づけることができる。第２光偏向手段についても同様である。
【００３３】
本発明において、第１ミラーから入射された光ビームは、第１光偏向手段の内部に配設された複数の半透過膜を透過（通過）し、半透過膜で反射され、平行光となって第１光偏向手段から出射される。第２ミラーから入射された平行光は、第２光偏向手段の内部に配設された複数の半透過膜を透過（通過）し、半透過膜で反射され、平行光となって第２光偏向手段から出射される。第１光偏向手段における半透過膜の第２方向に対する角度は、全ての半透過膜において同じであり、３０度乃至７０度、好ましくは４０度乃至６０度、より好ましくは４５度乃至５５度を例示することができる。同様に、第２光偏向手段における半透過膜の第４方向に対する角度は、全ての半透過膜において同じであり、３０度乃至７０度、好ましくは４０度乃至６０度、より好ましくは４５度乃至５５度を例示することができる。半透過膜の配列ピッチは、一定であってもよいし、変化させてもよい。第２光偏向手段をシースルー型（半透過型）とし、第２光偏向手段を通して外界を観察できることが好ましい。第１光偏向手段の長さ（第２方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、高さ（第４方向に沿った長さ）として０．５ｍｍ以上、厚さ（第５方向に沿った長さ）として０．５ｍｍ以上を例示することができる。また、第２光偏向手段の長さ（第２方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、高さ（第４方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、厚さ（第５方向に沿った長さ）として０．５ｍｍ以上を例示することができる。
【００３４】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、第１光偏向手段の第１光入射面及び第１光出射面には反射防止膜が配設されている構成とすることが好ましい。また、第２光偏向手段の第２光入射面、第２光出射面、及び、この第２光出射面と対向する面のそれぞれには、反射防止膜が配設されている構成とすることが好ましい。ここで、反射防止膜（Anti Reflection Coaitng，ＡＲＣ）は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯX）、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）、酸化アルミニウム（ＡｌＯX）、酸化クロム（ＣｒＯX）、酸化バナジウム（ＶＯX）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯX）、酸化ニオブ（ＮｂＯX）、酸化スカンジウム（ＳｃＯX）、酸化イットリウム（ＹＯX）、窒化シリコン（ＳｉＮY）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯXＮY）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦX）、フッ化セリウム（ＣｅＦX）、フッ化カルシウム（ＣａＦX）、フッ化ナトリウム（ＮａＦX）、フッ化アルミニウム・ナトリウム（ＮａYＡｌZＦX）、フッ化ランタン（ＬａＦX）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦX）、フッ化イットリウム（ＹＦX）及び硫化亜鉛（ＺｎＳX）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。あるいは又、場合によっては、反射防止膜を、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3等の誘電体薄膜を少なくとも２層、積層した構造（例えば、高屈折率膜／低屈折率膜／高屈折率膜／低屈折率膜・・・といった積層構造）とすることもできる。反射防止膜の形成は、使用する材料に依存して、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法にて行うことができる。
【００３５】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、光源は、発光素子、具体的には、半導体レーザ素子（ＬＤ）や固体レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）、有機ＥＬ発光素子、あるいは、無機ＥＬ発光素子から構成することが好ましい。また、広義の光源には、上記各種の光源を光ファイバに導入した場合の光ファイバ出射端も含まれる。ここで、光源は、赤色を発光する発光素子、緑色を発光する発光素子、及び、青色を発光する発光素子から構成され、これらの発光素子から出射された赤色の光ビーム、緑色の光ビーム、青色の光ビームを１本の光ビームに纏める合波手段（色合成手段）を備えていることが好ましい。合波手段として、例えば、ダイクロイック・プリズムやダイクロイック・ミラー、クロスプリズム、偏光ビームスプリッター、ハーフミラーを挙げることができる。光源から出射された光ビームを平行な光ビームとするための光ビーム整形手段（例えば、コリメートレンズ）を光源と第１ミラーとの間に配置してもよい。尚、このコリメートレンズは、１本あるいは複数本の光ビームを通過させるだけなので、従来の技術におけるコリメート光学系のように、実画像に相当する光線を通過させるための大きなレンズを必要としない。また、光ビームの断面形状を整形するために、また、不所望の散乱光や迷光を生じさせないために、アパーチャが備えられていてもよい。アパーチャは、光源と第１ミラーとの間、あるいは、第１ミラーと第１光偏向手段との間に配置すればよい。アパーチャの形状として、円形、正方形、長方形、正六角形、正八角形を例示することができる。アパーチャの面積として、８×１０-5ｃｍ2（円形とした場合、直径０．１ｍｍに相当する）乃至０．８ｃｍ2（円形とした場合、直径１０ｍｍに相当する）を例示することができる。光源から出射される光ビームの強度は、表示すべき画像の明るさに依存するが、更には、表示すべき画像における画素の位置を加味して、光源から出射される光ビームの強度を決定してもよい。具体的には、例えば、第１入射角θI-1、第２入射角θI-2が小さい場合、光ビームや平行光が通過する半透過膜の数が増加するので、光源から出射される光ビームの強度を増加させてもよい。
【００３６】
第１ミラーや第２ミラーとして、例えば、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳや、ガルバノ・ミラー、ポリゴン・ミラーを挙げることができる。また、必ずしもミラーを用いる必要はなく、電気光学スキャナ、音響光学スキャナ、コリメートレンズの可動、光源自体の回動といった任意のスキャン手段、スキャン方式を用いてもよい。即ち、第１ミラーの代わりに第１スキャン手段を用い、第２ミラーの代わりに第２スキャン手段を用いてもよい。
【００３７】
第１光偏向手段や第２光偏向手段は、入射する光に対して透明な材料から作製されている。ここで、第１光偏向手段や第２光偏向手段を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。尚、ＢＫ７等通常の光学ガラスは、加工精度・信頼性が高く、好ましい材料である。また、屈折率が高い材料を用いることで、第１光偏向手段や第２光偏向手段の厚さを薄くでき、例えば、屈折率は１．６以上であることがより好ましい。
【００３８】
画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１３６６×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。
【００３９】
本発明の画像表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイを構成することができ、装置の軽量化、小型化を図ることができる。頭部装着型ディスプレイにあっては、本発明の画像表示装置を、１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。
【００４０】
上述したとおり、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、更には、ノーズパッドを備えている。頭部装着型ディスプレイの全体を眺めたとき、フレーム及びノーズパッドの組立体は、実質的に、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。フレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。
【００４１】
そして、頭部装着型ディスプレイのデザイン上、あるいは、頭部装着型ディスプレイの装着の容易性といった観点から、１あるいは２の画像表示装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、画像表示装置はヘッドホン部を備えており、画像表示装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることが一層望ましい。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。
【実施例１】
【００４２】
実施例１は、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る本発明の画像表示装置に関する。実施例１の画像表示装置の概念図を図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、図１の（Ａ）は、第２方向と第５方向とを含む仮想平面（ＸＺ平面）における画像表示装置の概念図であり、図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿い、第４方向と第５方向とを含む仮想平面（ＹＺ平面）における画像表示装置の概念図である。また、図１の（Ｃ）に、入射角、出射角を説明するための概念図を示すが、図１の（Ｃ）においては半透過膜の図示を省略している。尚、図１及び図４〜図７では、第１光偏向手段３０からＺ軸の正の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置となっているが、例えば、第１光偏向手段３０からＺ軸の負の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置とすることもできる。尚、図面においては、第１光偏向手段や第２光偏向手段等に入射し、また、出射する光の屈折による光路の変化の図示は省略している。
【００４３】
実施例１あるいは後述する実施例３の画像表示装置１０は、光源１１、及び、光源１１から出射された光ビームを走査する走査手段を備えている。そして、走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸２１を回動軸として回動可能であり、光源１１から出射された光ビームが入射される第１ミラー２０、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラー２０から出射された光ビームが第１入射角θI-1にて入射され、第１ミラー２０の回動に伴う光ビームの第１入射角θI-1に依存して第２方向と所定の第１出射角θO-1を成した平行光を出射する第１光偏向手段３０、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸４１を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段３０から出射された平行光が入射される第２ミラー４０、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラー４０から出射された平行光が第２入射角θI-2にて入射され、第２ミラー４０の回動に伴う平行光の第２入射角θI-2に依存して第４方向と所定の第２出射角θO-2を成した平行光を出射する第２光偏向手段５０、
を備えている。
【００４４】
そして、第１光偏向手段３０の内部には、複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）３１が設けられており、第１光偏向手段３０の厚さ方向において、複数の半透過膜３１’の一部が欠如している。第２光偏向手段５０の内部には、複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）５１が設けられており、第２光偏向手段５０の厚さ方向において、複数の半透過膜５１’の一部が欠如している。
【００４５】
ここで、図１の（Ｃ）及び図４〜図７に概念図を示すように、第１ミラー２０から離れる方向に向かって第１光偏向手段３０から出射される平行光の第１出射角θO-1を正の値の出射角とするとき、第１光偏向手段３０への光ビームの第１入射角θI-1が大きくなるに従い、第１出射角θO-1は負の値から正の値の方向へと変化する。更には、第２ミラー４０から離れる方向に向かって第２光偏向手段５０から出射される平行光の第２出射角θO-2を正の値の出射角とするとき、第２光偏向手段５０への平行光の第２入射角θI-2が大きくなるに従い、第２出射角θO-2は負の値から正の値の方向へと変化する。
【００４６】
尚、図２の（Ａ）、（Ｂ）、図４の（Ａ）、図５の（Ａ）、図６の（Ａ）及び図７の（Ａ）は、図１の（Ａ）と同様に、第２方向と第５方向とを含む仮想平面（ＸＺ平面）における画像表示装置の概念図であり、図３の（Ａ）、（Ｂ）、図４の（Ｂ）、図５の（Ｂ）、図６の（Ｂ）及び図７の（Ｂ）は、図１の（Ｂ）と同様に、第４方向と第５方向とを含む仮想平面（ＹＺ平面）における画像表示装置の概念図である。
【００４７】
画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成る。具体的には、例えば、Ｐ＝６４０、Ｑ＝４８０、対角２８度である。そして、第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角θI-1が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角θI-2が規定される。光源１１から１回の光ビームの出射によって、最終的に表示画像における１画素が得られる。従って、Ｐ×Ｑ個の画素を表示するためには、Ｐ×Ｑ回の光ビームの出射が必要とされる。第２光偏向手段５０から出射された平行光は、観察者の眼球に入射し、眼球において瞳孔（通常、直径２乃至６ｍｍ程度）を通過し、網膜にて結像され、１つの画素として認識される。そして、このような操作の集合（光源１１からのＰ×Ｑ回の光ビームの出射）によって、Ｐ×Ｑ個の画素から構成された１フレーム分の２次元画像を認識することができる。
【００４８】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ａ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の左下隅の画素が網膜上の右上に結像する。また、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｂ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の右下隅の画素が網膜上の左上に結像する。更には、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｃ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の左上隅の画素が網膜上の右下に結像する。また、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｄ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の右上隅の画素が網膜上の左下に結像する。これらの状態における第１入射角θI-1、第１出射角θO-1、第２入射角θI-2、第２出射角θO-2の値を以下の表１に示す。
【００４９】
［表１］
状態−Ａ    状態−Ｂ    状態−Ｃ    状態−Ｄ
第１入射角θI-1            最小値      最大値      最小値      最大値
第１出射角θO-1            最小値      最大値      最小値      最大値
第２入射角θI-2            最小値      最小値      最大値      最大値
第２出射角θO-2            最小値      最小値      最大値      最大値
【００５０】
第１光偏向手段３０に入射した光ビームは第１光偏向手段３０によって第２方向に伸長され、第２光偏向手段５０に入射した平行光は第２光偏向手段５０によって第４方向に伸長される。そして、これによって、最終的に得られる平行光は、第２方向及び第４方向に２次元的に伸長されたものとなる。
【００５１】
第１ミラー２０及び第２ミラー４０は、例えば、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳから構成されている。尚、このようなＭＥＭＳから構成されたマイクロミラーは、周知の構成、構造を有するものとすることができるので、詳細な説明は省略する。ここで、第１ミラー２０の単位時間当たりの回動数（振動周波数）は、第２ミラー４０の単位時間当たりの回動数（振動周波数）よりも高い。具体的には、第１ミラー２０の単位時間当たりの回動数を２１ｋＨｚとし、第２ミラー４０の単位時間当たりの回動数をフレームレートと同じ６０Ｈｚとした。尚、高速での第１ミラー２０の回動を共振に基づき行い、低速での第２ミラー４０の回動を非共振に基づき行ったが、どちらの回動も共振駆動としてもよい。また、第２ミラー４０の面積は、光ビームが第１光偏向手段３０によって第２方向に伸長されるため、第１ミラー２０の面積より大きくなる。具体的には、第１ミラー２０のサイズは第１方向に２．０ｍｍ、第１方向に直交する方向に２．８ｍｍの長方形とし、第２ミラー４０のサイズは第３方向に３０ｍｍ、第３方向と直交する方向に２．８ｍｍの長方形とした。
【００５２】
実施例１にあっては、第１方向と第４方向とは一致しており（平行であり）、第２方向と第３方向とは一致しており（平行であり）、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある。更には、画像観察位置は、第２光偏向手段５０に対して第５方向に位置し、第５方向は、第１方向及び第４方向と直交し、且つ、第２方向及び第３方向と直交する関係にある。より具体的には、第２方向及び第３方向をＸ方向、第１方向及び第４方向をＹ方向、第５方向をＺ方向としたが、これに限定するものではないし、各方向が平行あるいは直交した関係に無くともよい。
【００５３】
実施例１にあっては、図２の（Ａ）あるいは（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、第１光偏向手段３０において、第１ミラー２０から出射された光ビームが入射する第１光入射面３２に対して最も遠い所に位置する第１光出射面３３の部分３３Ａから第１光入射面３２に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜３１’の第１光出射面３３に面する部分が欠如している。具体的には、第１光偏向手段３０において、第１入射角の最大値をθI-1-max、第１ミラー２０から出射された光ビームが第１入射角最大値θI-1-maxで第１光入射面３２に入射するときの光ビーム入射点（光ビーム入射重心点）と第１光出射面３３との間の距離をＬ10、第１光入射面３２と第１光出射面３３の交点を原点（Ｏ1）とし、第１光出射面３３内で軸線に沿った原点（Ｏ1）からの距離をＬ1としたとき、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜３１’の第１光出射面３３に面する部分が欠如している。
【００５４】
一方、図３の（Ａ）あるいは（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、第２光偏向手段５０において、第２ミラー４０から出射された光ビームが入射する第２光入射面５２に対して最も遠い所に位置する第２光出射面５３の部分５３Ａから第２光入射面５２に向かって所定の領域に位置する複数の半透過膜５１’の第２光出射面５３に面する部分が欠如している。具体的には、第２光偏向手段５０において、第２入射角の最大値をθI-2-max、第２ミラー４０から出射された光ビームが第２入射角最大値θI-2-maxで第２光入射面５２に入射するときの光ビーム入射点（光ビーム入射重心点）と第２光出射面５３の間の距離をＬ20、第２光入射面５２と第２光出射面５３の交点を原点（Ｏ2）とし、第２光出射面５３内で軸線に沿った原点（Ｏ2）からの距離をＬ2としたとき、
Ｌ2＝Ｌ20・ｃｏｔ（θI-2-max）
よりも以遠の領域に位置する複数の半透過膜５１’の第２光出射面５３に面する部分が欠如している。
【００５５】
第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０は、光学ガラス（ＢＫ７，屈折率：１．５１６８［波長５８７．６ｎｍ］）から作製されている。ここで、第１光偏向手段３０の長さ（第２方向に沿った長さＴＬ1）、高さ（第４方向に沿った長さＨ1）、厚さ（第５方向に沿った長さｔ1）、第２光偏向手段５０の長さ（第２方向に沿った長さＴＬ2）、高さ（第４方向に沿った長さＨ2）、厚さ（第５方向に沿った長さｔ2）を以下のとおりとした。前述したとおり、第１光偏向手段３０の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）３１が設けられており、第２光偏向手段５０の内部にも複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）５１が設けられている。そして、実施例１において、半透過膜３１，５１は、金属膜、具体的には、銀（Ａｇ）薄膜から構成されている。ここで、半透過膜３１，５１の光反射率は、垂直入射の場合、波長５３２ｎｍで約５％である。また、第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０においては、多数の半透過膜３１，５１が形成されているが、半透過膜３１，５１の第２方向、第４方向に沿ったピッチＰ1，Ｐ2を以下のとおりとした。半透過膜３１，５１は等ピッチで形成されている。第１光偏向手段３０における半透過膜３１の第２方向に対する角度（第２方向と成す角度ζ1）は、全ての半透過膜３１において同じであり、同様に、第２光偏向手段５０における半透過膜５１の第４方向に対する角度（第４方向と成す角度ζ2）は、全ての半透過膜５１において同じである。
【００５６】
ＴＬ1＝１７ｍｍ
Ｈ1  ＝３．５ｍｍ
ｔ1  ＝７．０ｍｍ
ＴＬ2＝１７ｍｍ
Ｈ2  ＝３０ｍｍ
ｔ2  ＝５．０ｍｍ
Ｐ1  ＝０．７５ｍｍ
ζ1  ＝４９．０度
Ｐ2  ＝０．７５ｍｍ
ζ2  ＝４７．５度
【００５７】
第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０は、所定の厚さを有する光学ガラスの表面に、ＭｇＦXから成る半透過膜３１，５１をＥＢ蒸着法に基づき形成し、こうして得られた光学ガラスを貼り合わせて積層し、半透過膜３１，５１が第２方向あるいは第４方向と所望の角度となるように切断、研磨することで、作製することができる。尚、半透過膜３１，５１をＥＢ蒸着法に基づき形成する際、半透過膜３１，５１の第１光出射面３３，第２光出射面５３に面する部分を欠如させるためには、例えば、光学ガラスの表面の係る部分にマスクを施し、半透過膜３１，５１を係る部分に形成しないようにすればよい（図２の（Ａ）、図３の（Ａ）参照）。図２の（Ａ）、図３の（Ａ）において、半透過膜３１，５１が設けられていない領域を、参照番号３５，５５で示す。具体的には、所望の厚さの光学ガラスの表面に、Ａｇ薄膜をＥＢ蒸着法に基づき形成する。このとき、メタルマスクを用いて、Ａｇ薄膜が形成されない領域を光学ガラスの表面に設ける。尚、Ａｇ薄膜が形成された領域と形成されない領域との境界線が直線となるようにＡｇ薄膜を形成する。そして、こうして得られた光学ガラスを積層して、紫外線硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせるが、Ａｇ薄膜が形成された領域と形成されない領域との境界線が、図２の（Ａ）に示すように、光出射面３３，５３と角度η1，η2を成す直線上に位置するように積層する。その後、半透過膜３１，５１が第２方向あるいは第４方向と所望の角度ζ1，ζ2を成すように、積層された光学ガラスを切り出し、研磨する。尚、切り出しにおいては、半透過膜３１，５１が設けられていない領域３５，５５の端部が、Ｌ1，Ｌ2に位置するように切り出す。
【００５８】
あるいは又、半透過膜３１，５１をＥＢ蒸着法に基づき光学ガラスの表面に形成し、こうして得られた光学ガラスを貼り合わせて積層し、半透過膜３１，５１が第２方向あるいは第４方向と所望の角度ζ1，ζ2となるように切り出し、研磨し、更に、楔状部材を貼り合わせるべき領域３６，５６を除去する。次いで、領域３６，５６に相当する光学ガラスから成る楔状部材３７，５７を紫外線硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤を用いて貼り合わせる（図２の（Ｂ）、図３の（Ｂ）参照）。
【００５９】
例えば、実施例１において、第１光偏向手段３０において、第１入射角θI-1の値は、０度から１５．５度の範囲で変化する。即ち、第１入射角の最大値θI-1-maxは１５．５度である。また、Ｌ10＝３．０ｍｍである。従って、
Ｌ1＝Ｌ10・ｃｏｔ（θI-1-max）
＝３．０×ｃｏｔ（１５．５）
＝１０．８ｍｍ
である。それ故、第１光偏向手段３０にあっては、第２方向に沿って、原点（Ｏ1）から１０．８ｍｍ乃至１７ｍｍの領域において、半透過膜３１の第１光出射面３３に面する部分が欠如されている。尚、楔状部材３７の頂角の角度η1、あるいは、半透過膜３１を形成しない第１光偏向手段３０の領域における頂角の角度η1の最小値をθI-1-maxと一致させればよい。具体的には、実施例１にあっては、η1＝１５．５度とすればよい。
【００６０】
同様に、第２光偏向手段５０において、第２入射角θI-2の値は、０度から９．２度の範囲で変化する。即ち、第２入射角の最大値θI-2-maxは９．２度である。また、
Ｌ20＝４．５ｍｍ
である。従って、
Ｌ2＝Ｌ20・ｃｏｔ（θI-2-max）
＝４．５×ｃｏｔ（９．２）
＝２７．８ｍｍ
である。従って、第２光偏向手段４０にあっては、第４方向に沿って、原点（Ｏ2）から２７．８ｍｍ乃至３０ｍｍの領域において、半透過膜５１の第２光出射面５３に面する部分が欠如されている。尚、楔状部材５７の頂角の角度η2、あるいは、半透過膜５１を形成しない第２光偏向手段５０の領域における頂角の角度η2の最小値をθI-2-maxと一致させればよい。具体的には、実施例１にあっては、η2＝９．２度とすればよい。
【００６１】
実施例１にあっては、光源１１を、半導体レーザ素子（ＬＤ）から構成した。具体的には、光源１１は、赤色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｒ、緑色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｇ、及び、青色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｂから構成されている。そして、これらの発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出射された赤色の光ビーム、緑色の光ビーム、青色の光ビームを１本の光ビームに纏める合波手段（色合成手段）を備えている。合波手段は、具体的には、ダイクロイック・プリズム１３から構成されている。尚、参照番号１２及び参照番号１４は反射ミラーである。光源１１から出射された光ビームを平行な光ビームとするための光ビーム整形手段（コリメートレンズ）が光源１１と固定ミラー１４との間に配置しているが、このコリメートレンズの図示は省略した。また、光ビームの断面形状を整形するためのアパーチャ（図示せず）が、光源１１と固定ミラー１４との間に備えられている。アパーチャの形状を、直径１．０ｍｍの円形とした。従って、１本の光ビームが第１ミラー２０に入射するときの光ビームの断面積は、７．９×１０-3ｃｍ2である。
【００６２】
尚、第１光偏向手段３０の第１光入射面３２及び第１光出射面３３に反射防止膜を配設（成膜）し、第２光偏向手段５０の第２光入射面５２、第２光出射面５３、及び、この第２光出射面５３と対向する面５４のそれぞれに反射防止膜を配設（成膜）してもよい。ここで、反射防止膜（ＡＲＣ）は、例えば、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の誘電体膜やフッ素ポリマー等の有機膜、表面にモス・アイ構造を持つフィルム等から構成すればよい。
【００６３】
第１ミラー２０から第１光偏向手段３０に入射した光ビームが第１光偏向手段３０の第１光出射面３３にて全反射すると、図１４に模式的な断面図を示すように、全反射した光が半透過膜３１によって反射され、第１光偏向手段３０から出射される結果、ゴーストが発生する。
【００６４】
ここで、図１４に示すように、第１入射角θI-1の光ビームが半透過膜３１に衝突し、半透過膜３１によって一部が反射されたとき（この光ビームを『反射光ビーム』と呼ぶ）、第１光出射面３３の法線と反射光ビームとの成す角度φ11（単位：度）は、
φ11＝９０−２ζ1＋θI-1
で表すことができる。尚、φ11あるいは後述するφ12は、図１４の時計回りの角度を正の値としている。
【００６５】
また、第１入射角θI-1の光ビームが半透過膜３１を透過し、第１光出射面３３に衝突し、全反射され（この光ビームを『全反射光ビーム』と呼ぶ）、第１光偏向手段３０の内部に戻され、この全反射光ビームが半透過膜３１に衝突し、半透過膜３１によって一部が反射されたとき（この光ビームを『ゴーストビーム』と呼ぶ）、第１光出射面３３の法線と反射光ビームとの成す角度φ12（単位：度）は、
φ12＝９０−２ζ1−θI-1
で表すことができる。
【００６６】
これらの角度φ11及び角度φ12は、（９０−２ζ2）を中心として反転している。従って、ゴースト画像は、所望の画像が反転した鏡像となる。
【００６７】
以上の議論は、第２光偏向手段５０においても同様に適用することができる。
【００６８】
加えて、ゴーストビームは、以下の３種類が存在する。
［第１種のゴーストビーム］
第１光偏向手段３０で発生し、第２光偏向手段５０を経由して出射されるもの。
［第２種のゴーストビーム］
第１光偏向手段３０から出射された反射光ビームが第２光偏向手段５０に入射し、第２光偏向手段５０で発生し、出射されるもの。
［第３種のゴーストビーム］
第１光偏向手段３０で発生し、第２光偏向手段５０で更にゴーストビームとなり、出射されるもの。
【００６９】
実施例１の画像表示装置にあっては、第１光偏向手段３０の厚さ方向において、複数の半透過膜３１の一部が欠如しているし、第２光偏向手段５０の厚さ方向において、複数の半透過膜５１の一部が欠如している。従って、第１光偏向手段３０あるいは第２光偏向手段５０に入射し、半透過膜３１，５１を通過し、第１光偏向手段３０あるいは第２光偏向手段５０の光出射面３３，５３に衝突した光ビームが光出射面３３，５３にて全反射し、第１光偏向手段３０あるいは第２光偏向手段５０の内部に戻されたときであっても、この全反射光ビームは半透過膜３１，５１と衝突することがない。それ故、第１光偏向手段３０あるいは第２光偏向手段５０から出射される画像にゴーストが生じることを、確実に防止することができる。
【００７０】
また、実施例１の画像表示装置は、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０、第２ミラー４０、第２光偏向手段５０を備えており、光源１１から出射された光ビームを平行光にして出射する。従って、走査手段の内部で、例えば、２次元画像を、一旦、中間像として作成する必要が無い。また、例えば液晶表示装置から構成された画像形成装置、それ自体が不要である。それ故、光源や走査手段の小型化、更には、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を図ることができる。
【００７１】
実施例１の画像表示装置と、比較例１の画像表示装置において、シミュレーションに基づく照明解析を行った。ここで、比較例１にあっては、第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０における半透過膜に欠如部分を設けていない。照明解析にあっては、所定の画像の中の５×５点について行い、実施例１及び比較例１の画像表示装置において、所定の画像、並びに、上述した３種類のゴーストビームの面内光強度の平均値を比較した。その結果は、以下の表２のとおりであった。
【００７２】
［表２］
所定の画像        第１種          第２種          第３種
実施例１      ８８．６５      ０              ０．０６５      ０
比較例１    １００            ０．９１      １５．７７        ０．００７８
【００７３】
実施例１は、比較例１と比較して、所定の画像の光強度は低下しているが、第２種のゴーストビームの光強度が比較例１と比較して１／２４０以下となっており、しかも、第１種のゴーストビーム及び第３種のゴーストビームは検出されなかった。即ち、実施例１の画像表示装置にあっては、ゴーストの大幅な低減を実現することができた。
【実施例２】
【００７４】
実施例２は、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）に関する。即ち、実施例２は、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る画像表示装置、具体的には、実施例１にて説明した画像表示装置１０を組み込んだ頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）に関する。実施例２の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図８に示す。また、実施例２の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図９に示す。
【００７５】
実施例２の頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者７０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム１１０、及び、
（Ｂ）画像表示装置１０、
を備えている。尚、実施例２における頭部装着型ディスプレイにあっては、画像表示装置１０を２つ備えた両眼型とした。
【００７６】
そして、実施例２の頭部装着型ディスプレイにおいて、フレーム１１０は、観察者７０の正面に配置されるフロント部１１０Ａと、フロント部１１０Ａの両端に蝶番１１１を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１１２と、各テンプル部１１２の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１１３から成る。そして、フロント部１１０Ａの上部に、光源１１、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０及び第２ミラー４０が配置されており、第２光偏向手段５０は、観察者７０の瞳７１と対向して配置されている。即ち、通常の眼鏡のフレームにおけるレンズ取り付け位置に相当する位置に配置された透明なガラス板から成る取付部材１１０Ｃに、第２光偏向手段５０が取り付けられている。尚、光源１１、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０及び第２ミラー４０は、筐体６０内に納められており、図８及び図９には図示していない。また、フロント部１１０Ａにはノーズパッド１１４が取り付けられている。尚、図９においては、ノーズパッド１１４の図示を省略している。フレーム１１０は金属又はプラスチックから作製されている。
【００７７】
更には、画像表示装置１０から延びる配線（信号線や電源線等）１１５が、テンプル部１１２、及び、モダン部１１３の内部を介して、モダン部１１３の先端部から外部に延びており、図示しない外部回路に接続されている。更には、各画像表示装置１０はヘッドホン部１１６を備えており、各画像表示装置１０から延びるヘッドホン部用配線１１７が、テンプル部１１２、及び、モダン部１１３の内部を介して、モダン部１１３の先端部からヘッドホン部１１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１１７は、より具体的には、モダン部１１３の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１１６やヘッドホン部用配線１１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした頭部装着型ディスプレイとすることができる。
【実施例３】
【００７８】
実施例３は、本発明の第３の態様及び第４の態様に係る本発明の画像表示装置、並びに、本発明の第３の態様及び第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイに関する。
【００７９】
実施例３の画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、実施例１あるいは実施例２と同様に、第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられている。そして、実施例３において、第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。また、第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。
【００８０】
ところで、入射角θI-1，θI-2が以下の範囲にあるとき、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射した光ビームは光出射面に衝突し、全反射する。
１０．０（度）［＝ｔａｎ-1（３．０／１７）］≦θI-1≦１５．５（度）
８．５（度）［＝ｔａｎ-1（４．５／３０）］≦θI-2≦９．２（度）
従って、図１０において、第１光偏向手段における半透過膜への光ビームの入射角θ’1及び半透過膜への全反射光ビームの入射角θ”1は、
５１．０（度）≦θ’1≦５６．５（度）
２５．５（度）≦θ”1≦３１．０（度）
となる。同様に、第２光偏向手段における半透過膜への光ビームの入射角θ’2及び半透過膜への全反射光ビームの入射角θ”2は、
５１．０（度）≦θ’2≦５１．７（度）
３３．３（度）≦θ”2≦３４．０（度）
となる。
【００８１】
図１１に、計算から求めたＭｇＦ2から成る厚さ９４ｎｍの半透過膜の波長４４５ｎｍの光ビームにおける光反射率の入射角依存性を示すが、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。尚、図１１の下段のグラフは、上段のグラフの一部を拡大したものである。
【００８２】
ここで、第１光偏向手段半透過膜における反射光ビームの光反射率と、全反射光ビームの光反射率との差が最も小さいケースは、
入射角θ’1＝５１．０（度）
入射角θ”1＝３１．０（度）
のときであり、このときの光反射率は、それぞれ、０．０５５％及び０．０１８％であり、第１光偏向手段半透過膜における反射光ビームの光反射率は、全反射光ビームの光反射率よりも約３倍高い。従って、ゴーストが視認し難くなる。
【００８３】
同様に、第２光偏向手段半透過膜における反射光ビームの光反射率と、全反射光ビームの光反射率との差が最も小さいケースは、
入射角θ’2＝５１．０（度）
入射角θ”2＝３４．０（度）
のときであり、このときの光反射率は、それぞれ、０．０５５％及び０．０２１％であり、第２光偏向手段半透過膜における反射光ビームの光反射率は、全反射光ビームの光反射率よりも約２．６倍高い。従って、ゴーストが視認し難くなる。
【００８４】
一般的には、第１光偏向手段を構成する半透過膜における反射光ビームの光反射率最小値Ｒ11と、全反射光ビームの光反射率最大値Ｒ12との比が、０．２≦Ｒ12／Ｒ11≦０．５、好ましくは、０．０５≦Ｒ12／Ｒ11≦０．２を満足することが望ましい。同様に、第２光偏向手段を構成する半透過膜における反射光ビームの光反射率最小値Ｒ21と、全反射光ビームの光反射率最大値Ｒ22との比が、０．２≦Ｒ22／Ｒ21≦０．５、好ましくは、０．０５≦Ｒ22／Ｒ21≦０．２を満足することが望ましい。
【００８５】
このように、実施例３において、第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有するし、第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。従って、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射し、半透過膜を通過し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の光出射面に衝突した光ビームが光出射面にて全反射し、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段の内部に戻され、この全反射光ビームが半透過膜と衝突したときでも、半透過膜によって反射される全反射光ビームの光強度を、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段に入射し、半透過膜によって反射される光ビームの光強度よりも相対的に低くすることができ、第１光偏向手段あるいは第２光偏向手段から出射される画像のゴーストが視認し難くなる。
【００８６】
尚、半透過膜の構成、構造が異なる点を除き、実施例３の画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイの構成、構造は、実施例１及び実施例２において説明した画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００８７】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した画像表示装置、頭部装着型ディスプレイの構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。実施例１あるいは実施例２にあっては、本発明の第１の態様に係る画像表示装置と本発明の第２の態様に係る画像表示装置とを組み合わせたが、本発明の第１の態様に係る画像表示装置と本発明の第２の態様に係る画像表示装置とを独立して適用することができることは云うまでもない。同様に、実施例３にあっては、本発明の第３の態様に係る画像表示装置と本発明の第４の態様に係る画像表示装置とを組み合わせたが、本発明の第３の態様に係る画像表示装置と本発明の第４の態様に係る画像表示装置とを独立して適用することができることは云うまでもない。
【００８８】
また、本発明の第１の態様に係る画像表示装置と本発明の第２の態様に係る画像表示装置との組合せ、本発明の第３の態様に係る画像表示装置と本発明の第４の態様に係る画像表示装置との組合せだけでなく、本発明の第１の態様に係る画像表示装置と本発明の第４の態様に係る画像表示装置との組合せ、本発明の第３の態様に係る画像表示装置と本発明の第２の態様に係る画像表示装置との組合せとすることもできる。同様に、本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイと本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイとの組合せ、本発明の第３の態様に係る頭部装着型ディスプレイと本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイとの組合せだけでなく、本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイと本発明の第４の態様に係る頭部装着型ディスプレイとの組合せ、本発明の第３の態様に係る頭部装着型ディスプレイと本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイとの組合せとすることができる。
【００８９】
実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。また、光源を、例えば、赤色を発光する発光素子、緑色を発光する発光素子あるいは青色を発光する発光素子といった１種類の発光素子から構成してもよい。更には、テンプル部に光源が配置されている構成とすることもできるし、フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー及び第２光偏向手段が配置されている構成とすることもできる。実施例においては、第１光偏向手段３０からＺ軸の正の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置を例にとり説明したが、このような配置に限定するものではなく、図１の（Ｂ）と同様の概念図を図１２に示すように、例えば、第１光偏向手段３０からＺ軸の負の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置とすることもできる。また、第２光偏向手段の第２光出射面と対向する面に偏光板あるいは偏光手段を取り付けてもよい。この方法により、入射した外光が半透過膜において反射することを抑制できるため、外光に起因したゴーストの発生を防ぐことができる。即ち、各半透過膜は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、第２光偏向手段の第２光出射面と対向する面側には、該他の偏光成分を通過させる偏光板あるいは偏光手段が備えられている形態とすることができる。
【００９０】
尚、本発明における走査手段から光ビーム伸長装置を構成することもできる。即ち、光源から出射された光ビームを第２方向及び第４方向に２次元的に伸長し、平行光として出射する光ビーム伸長装置は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えている。
【００９１】
そして、光ビーム伸長装置にあっては、本発明の第１の態様と同様に、第１光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、第１光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している。あるいは又、本発明の第２の態様と同様に、第２光偏向手段の内部には、複数の半透過膜が設けられており、第２光偏向手段の厚さ方向において、複数の半透過膜の一部が欠如している。あるいは又、本発明の第３の態様と同様に、第１光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。あるいは又、本発明の第４の態様と同様に、第２光偏向手段における半透過膜は、半透過膜への光の入射角が大きくなるほど、高い光反射率を有する。
【符号の説明】
【００９２】
１０・・・画像表示装置、１１・・・光源、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ・・・発光素子、１２，１４・・・反射ミラー、１３・・・ダイクロイック・プリズム、２０・・・第１ミラー、２１・・・第１軸、３０・・・第１光偏向手段、３１，５１・・・半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）、３２・・・第１光入射面、３３・・・第１光出射面、３５，５５・・・半透過膜が設けられていない領域、３６，５６・・・楔状部材を貼り合わせる領域、３７，５７・・・楔状部材、４０・・・第２ミラー、４１・・・第２軸、５０・・・第２光偏向手段、５２・・・第２光入射面、５３・・・第２光出射面、５４・・・第２光出射面と対向する面、６０・・・筐体、７０・・・観察者、７１・・・瞳、１１０・・・フレーム、１１０Ａ・・・フロント部、１１０Ｂ・・・フロント部の中央部分、１１０Ｃ・・・取付部材、１１１・・・蝶番、１１２・・・テンプル部、１１３・・・モダン部、１１４・・・ノーズパッド、１１５・・・配線（信号線や電源線等）、１１６・・・ヘッドホン部、１１７・・・ヘッドホン部用配線
【図１】
2012008355.tif 000003
【図２】
2012008355.tif 000004
【図３】
2012008355.tif 000005
【図４】
2012008355.tif 000006
【図５】
2012008355.tif 000007
【図６】
2012008355.tif 000008
【図７】
2012008355.tif 000009
【図８】
2012008355.tif 000010
【図９】
2012008355.tif 000011
【図１０】
2012008355.tif 000012
【図１１】
2012008355.tif 000013
【図１２】
2012008355.tif 000014
【図１３】
2012008355.tif 000015
【図１４】
2012008355.tif 000016