【手続補正書】
【提出日】平成26年10月16日(2014.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）画像生成装置、及び、
（Ｂ）画像生成装置からの光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光手段、
を備え、
導光手段は、
（Ｂ−１）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、
（Ｂ−２）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、導光板に配設された第１偏向手段、及び、
（Ｂ−３）導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる、導光板に配設された第２偏向手段、
を備えており、更に、
（Ｃ）導光板へ入射される光の入射方向をＸ方向、導光板内における光の伝播方向をＹ方向としたとき、画像生成装置から入射された光ビームをＺ方向に沿って伸長し、導光手段へ出射する光ビーム伸長装置、
を備えた画像表示装置であって、
光ビーム伸長装置は、画像生成装置からの光が入射される第１反射鏡、及び、第１反射鏡からの光が入射され、導光手段へ光を出射する第２反射鏡から成り、
第１反射鏡の光反射面は、第１Ａ斜面と第１Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第２反射鏡の光反射面は、第２Ａ斜面と第２Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第１Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｚ方向に延びており、
第１Ａ斜面の底部と第１Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度であり、
第２Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｙ方向に延びており、
第２Ａ斜面の底部と第２Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度である画像表示装置。
【請求項２】
画像生成装置と第１反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
第１反射鏡と第２反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
画像生成装置と第１反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材は、第１反射鏡と第２反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材を兼ねている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
Ｚ方向と直交する仮想平面である第１Ａ仮想平面に射影したとき、画像生成装置から第１反射鏡に入射する光の軌跡と、第１反射鏡から出射される光の軌跡とは平行であり、
第１反射鏡の法線と直交する仮想平面である第１Ｂ仮想平面に射影したとき、画像生成装置から第１反射鏡に入射する光の軌跡と、第１反射鏡から出射される光の軌跡とは、第１Ａ仮想平面に対して対称であり、
Ｙ方向と直交する仮想平面である第２Ａ仮想平面に射影したとき、第１反射鏡から第２反射鏡に入射する光の軌跡と、第２反射鏡から出射される光の軌跡とは平行であり、
第２反射鏡の法線と直交する仮想平面である第２Ｂ仮想平面に射影したとき、第１反射鏡から第２反射鏡に入射する光の軌跡と、第２反射鏡から出射される光の軌跡とは、第２Ａ仮想平面に対して対称である請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
画像生成装置の中心から出射され、第１反射鏡に入射する光の光路長と、画像生成装置の中心から出射された光であって、第１反射鏡から出射され、第２反射鏡に入射し、出射され、導光手段に入射する光の光路長とは、等しい請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
画像生成装置から出射される光ビームのＹ方向に沿った大きさは、導光手段に入射する光ビームのＹ方向に沿った大きさと等しい請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
導光手段に入射する光ビームのＺ方向に沿った大きさは、画像生成装置から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさよりも大きい請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
導光手段から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさは、画像生成装置から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさと等しい請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
画像生成装置は、
（Ａ−１）２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する画像形成装置、及び、
（Ａ−２）画像形成装置の各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、
を備えており、
コリメート光学系からの光が第１反射鏡に入射される請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
画像生成装置は、
（Ａ−１）光源、
（Ａ−２）光源から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（Ａ−３）コリメート光学系から出射された平行光を走査する走査手段、及び、
（Ａ−４）走査手段によって走査された平行光をリレーするリレー光学系、
を備えており、
リレー光学系からの光が第１反射鏡に入射される請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子から成る請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
回折格子素子は反射型回折格子素子から成る請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
反射型回折格子素子は、反射型体積ホログラム回折格子から成る請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
回折格子素子は透過型回折格子素子から成る請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
一方の回折格子素子は反射型回折格子素子から成り、他方の回折格子素子は透過型回折格子素子から成る請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
第１偏向手段は、反射鏡として機能し、
第２偏向手段は、半透過鏡として機能する請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
光源から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、
導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、導光板に配設された第１偏向手段、及び、
導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる、導光板に配設された第２偏向手段、
を備えた導光手段、並びに、
導光板へ入射される光の入射方向をＸ方向、導光板内における光の伝播方向をＹ方向としたとき、光源から入射された光ビームをＺ方向に沿って伸長し、導光手段へ出射する光ビーム伸長装置、
を備えた光学装置であって、
光ビーム伸長装置は、光源からの光が入射される第１反射鏡、及び、第１反射鏡からの光が入射され、導光手段へ光を出射する第２反射鏡から成り、
第１反射鏡の光反射面は、第１Ａ斜面と第１Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第２反射鏡の光反射面は、第２Ａ斜面と第２Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第１Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｚ方向に延びており、
第１Ａ斜面の底部と第１Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度であり、
第２Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｙ方向に延びており、
第２Ａ斜面の底部と第２Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度である光学装置。
【請求項１７】
光源と第１反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
第１反射鏡と第２反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
光源と第１反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材は、第１反射鏡と第２反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材を兼ねている請求項１６に記載の光学装置。
【請求項１８】
光源と照射面との間に配置され、光源からの光が入射される第１反射鏡、及び、第１反射鏡からの光が入射され、照射面へ光を出射する第２反射鏡から成る光ビーム伸長装置であって、
第１反射鏡の光反射面は、第１Ａ斜面と第１Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第２反射鏡の光反射面は、第２Ａ斜面と第２Ｂ斜面とが交互に連続して並置され、断面形状が鋸歯形状を有し、
第１Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｚ方向に延びており、
第１Ａ斜面の底部と第１Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度であり、
第２Ａ斜面の頂辺及び底辺は平行であり、Ｙ方向に延びており、
第２Ａ斜面の底部と第２Ｂ斜面の底部の成す角度は９０度である光ビーム伸長装置。
【請求項１９】
光源と第１反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
第１反射鏡と第２反射鏡との間には、少なくとも１枚の平面反射部材が備えられており、
光源と第１反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材は、第１反射鏡と第２反射鏡との間に備えられた１枚の平面反射部材を兼ねている請求項１８に記載の光ビーム伸長装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
Ｚ方向の開口絞り位置は観察瞳４１の位置であるため、コリメート光学系１１１２からＺ方向の開口絞り位置までの距離は、導光板１１３１内を内部全反射を繰り返して伝播した距離と、導光板１１３１から観察者の瞳４１までの距離の和となるが故に、かなり大きな距離となる。一方、Ｙ方向の開口絞り位置は導光板１１３１に配置された第１回折格子部材１１４０の位置であるため、Ｚ方向の開口絞り位置と比べると小さくすることができる。このように開口絞り幅がＺ方向で大きいため、コリメート光学系１１１２のＺ方向の径はＹ方向の径に比べると大きく設定する必要がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の光ビーム伸長装置をＹ方向から眺めた概念図、及び、Ｚ方向から眺めた概念図である。
【図２】図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、第１反射鏡の模式的な一部断面図、第１反射鏡の模式的な部分平面図、第１反射鏡の模式的な部分側面図（但し、光の挙動のみを示す）である。
【図３】図３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、第２反射鏡の模式的な一部断面図、第２反射鏡の模式的な部分平面図、第２反射鏡の模式的な部分側面図（但し、光の挙動のみを示す）である。
【図４】図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１反射鏡及び第２反射鏡の模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例１の光ビーム伸長装置を或る方向から眺めたときの模式図である。
【図６】図６は、実施例１の光ビーム伸長装置を別の方向から眺めたときの模式図である。
【図７】図７は、実施例１の光ビーム伸長装置を更に別の方向から眺めたときの模式図である。
【図８】図８は、実施例１の画像表示装置における画像形成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡と、導光板との位置関係を立体的に示す図である。
【図９】図９は、実施例１の光ビーム伸長装置内での光の挙動を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１の画像表示装置における画像形成装置あるいは光源と、第１反射鏡との位置関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１の画像表示装置における画像形成装置あるいは光源と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、実施例１の画像表示装置における画像形成装置あるいは光源と、第１反射鏡と、第２反射鏡と、導光板との位置関係を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施例１の画像表示装置の変形例における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡と、導光板との位置関係を概念的に示す図である。
【図１４】図１４は、実施例１の画像表示装置の変形例における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す図である。
【図１５】図１５は、実施例１の画像表示装置の変形例における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す、図１４とは別の角度から眺めた図である。
【図１６】図１６は、実施例１の画像表示装置の変形例における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す、図１４とは別の角度から眺めた図である。
【図１７】図１７は、実施例１の画像表示装置における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す図である。
【図１８】図１８は、実施例１の画像表示装置における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す、図１７とは別の角度から眺めた図である。
【図１９】図１９は、実施例１の画像表示装置における画像生成装置と、第１反射鏡と、第２反射鏡との位置関係を具体的に示す、図１７とは別の角度から眺めた図である。
【図２０】図２０は、実施例１の画像表示装置の概念図である。
【図２１】図２１は、実施例２の画像表示装置の概念図である。
【図２２】図２２の（Ａ）は、実施例３の画像表示装置の概念図であり、図２２の（Ｂ）は、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
【図２３】図２３は、実施例４の画像表示装置の概念図である。
【図２４】図２４は、実施例５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２５】図２５は、実施例５の頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２６】図２６は、実施例５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２７】図２７は、実施例５の頭部装着型ディスプレイを観察者の頭部に装着した状態を上方から眺めた図（但し、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略）である。
【図２８】図２８は、実施例６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２９】図２９は、実施例６の頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図３０】図３０は、実施例６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３１】図３１は、実施例１あるいは実施例３での使用に適した画像形成装置の変形例の概念図である。
【図３２】図３２は、実施例１あるいは実施例３での使用に適した画像形成装置の別の変形例を示す概念図である。
【図３３】図３３は、実施例１あるいは実施例３での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。
【図３４】図３４は、実施例１あるいは実施例３での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。
【図３５】図３５は、実施例１あるいは実施例３での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。
【図３６】図３６は、実施例５の頭部装着型ディスプレイの変形例を上方から眺めた模式図である。
【図３７】図３７は、従来の画像表示装置の概念図である。
【図３８】図３８は、図３７に示したとは別の形式の従来の画像表示装置の概念図である。
【図３９】図３９は、図３８に示したとは別の方向から図３８に示した形式の従来の画像表示装置を眺めた概念図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の光ビーム伸長装置、光学装置あるいは画像表示装置（以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある）において、Ｘ方向に平行な軸線を、便宜上、『Ｘ軸』と呼び、Ｙ方向に平行な軸線を、便宜上、『Ｙ軸』と呼び、Ｚ方向に平行な軸線を、便宜上、『Ｚ軸』と呼ぶ場合がある。光ビーム伸長装置において、Ｘ方向（Ｘ軸）、Ｙ方向（Ｙ軸）、Ｚ方向（Ｚ軸）は、導光板におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を基準として決定すればよい。即ち、或る方向から光ビーム伸長装置に光が入射し、光ビーム伸長装置から出射され、導光板に入射したときの光の入射方向が『Ａ方向』であったとした場合、光ビーム伸長装置に光が入射した方向、光ビーム伸長装置の内部における光の方向、光ビーム伸長装置から出射される光の方向は、『Ａ方向』であるとする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
更には、実施例１の光ビーム伸長装置７０は、光源（実施例においては、具体的には、画像生成装置１１０）と照射面（実施例において、具体的には、導光手段１３０）との間に配置され、光源からの光が入射される第１反射鏡７１、及び、第１反射鏡７１からの光が入射され、照射面へ光を出射する第２反射鏡７２から成る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
そして、画像生成装置１１０，２１０（あるいは光源）の中心から出射され、第１反射鏡７１に入射する光の光路長と、画像生成装置１１０，２１０（あるいは光源）の中心から出射された光であって、第１反射鏡７１から出射され、第２反射鏡７２に入射し、出射され、導光手段（あるいは照射面）に入射する光の光路長とは、等しい。更には、画像生成装置１１０，２１０（あるいは光源）から出射される光ビームのＹ方向に沿った大きさＹ0は、導光手段１３０，３３０（あるいは照射面）に入射する光ビームのＹ方向に沿った大きさと等しい（図１の（Ｂ）参照）。一方、導光手段１３０，３３０（あるいは照射面）に入射する光ビームのＺ方向に沿った大きさＺ1は、画像生成装置１１０，２１０（あるいは光源）から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさＺ0よりも大きい（図１の（Ａ）参照）。更には、導光手段１３０，３３０から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさは、画像生成装置１１０，２１０（あるいは光源）から出射される光ビームのＺ方向に沿った大きさＺ0と等しい。尚、このような構成を達成するためには、画像形成装置１１１あるいは光源２６１、第１反射鏡７１、第２反射鏡７２、導光板１３１，３３１を空間に適切に配置し、これらの構成、構造の最適化を図ればよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
更には、画像生成装置１１０Ａ，１１０Ｂのそれぞれから延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１２、及び、モダン部１３の内部を介して、モダン部１３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、各画像生成装置１１０Ａ，１１０Ｂはヘッドホン部１６を備えており、各画像生成装置１１０Ａ，１１０Ｂから延びるヘッドホン部用配線１７が、テンプル部１２、及び、モダン部１３の内部を介して、モダン部１３の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１７は、より具体的には、モダン部１３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１６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１６やヘッドホン部用配線１７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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
実施例６の頭部装着型ディスプレイにあっては、棒状の結合部材３０が、実施例５と異なり、２つの画像生成装置１１０Ａ，１１０Ｂを結合する代わりに、２つの導光手段１３０を結合している。尚、２つの導光手段１３０を一体的に作製し、係る一体的に作製された導光手段１３０に結合部材３０が取り付けられている形態とすることもできる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
ここで、実施例６の頭部装着型ディスプレイにあっても、結合部材３０は、観察者４０の２つの瞳４１の間に位置するフレーム１０の中央部分１０Ｃに、例えば、ビスを用いて取り付けられており、各画像生成装置１１０は、観察者４０の瞳４１よりも外側に位置している。尚、各画像生成装置１１０は、導光手段１３０の端部に取り付けられている。結合部材３０の中心３０Cからフレーム１０の一端部までの距離をβ’、フレーム１０の長さをＬとしたとき、β’＝０．５×Ｌを満足している。尚、実施例６においても、α’の値、γ’の値は、実施例５のαの値、γの値と同じ値である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2013109203.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013109203.tif 000002
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2013109203.tif 000003
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2013109203.tif 000004
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2013109203.tif 000005
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２３】
2013109203.tif 000006