(57)【要約】【課題】光源から意図しない光が発生した場合に、光が対象物に入射する可能性を低減する画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを提供すること。【解決手段】画像表示装置は、光を射出する光源部３１１を備える信号生成部３と、光源部３１１から射出した光を走査する光走査部（光スキャナー）と、光源部３１１と光走査部との間に設けられ、光源部３１１から射出した光を光走査部に入射させる第１の状態と、光源部３１１から射出した光を光走査部に入射させない第２の状態と、を切り換える切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂと、を備え、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電圧が印加されているときに前記第１の状態となり、電圧が印加されていないときに前記第２の状態となることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源部と、
前記光源部から射出した光を走査する光スキャナーと、
前記光源部と前記光スキャナーとの間に設けられ、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させる第１の状態と、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させない第２の状態と、を切り換える切換部と、
を備え、
前記切換部は、前記切換部に電圧が印加されているときに前記第１の状態となり、前記切換部に電圧が印加されていないときに前記第２の状態となることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記切換部は、前記光源部から射出した光を伝搬させる光導波路を備えている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記切換部は、前記光源部から射出した光の強度を変調する変調部を備えている請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記切換部の前記変調部は、電圧の印加により前記光が透過する部位の屈折率が変化することを利用して、前記光の強度を変調する請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記切換部は、前記光源部から射出した光を伝搬する光導波路と、前記光源部から射出した光の強度を変調する変調部と、を備えており、
前記光導波路と前記変調部とが同一の基板上に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
光を射出する光源部と、
前記光源部から射出した光を走査する光スキャナーと、
前記光源部と前記光スキャナーとの間に設けられ、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させる第１の状態と、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させない第２の状態と、を切り換える切換部と、
を備え、
前記切換部は、前記切換部に電圧が印加されているときに前記第１の状態となり、前記切換部に電圧が印加されていないときに前記第２の状態となることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイのように、光を走査して対象物に画像を描画する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の画像表示装置は、光を出射する光源と、光源から出射された光を２次元的に走査し、対象物に画像を投影する走査部と、を有している。このうち、走査部は、光を反射するミラーと、ミラーを揺動する駆動源と、を備えている。光源から出射された光は、駆動源により揺動されるミラーによって反射される。このようにして光源から出射された光は、走査部により走査され、画像として対象物に投影される。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載された画像表示装置では、光源の駆動回路の異常等によって意図しない光が光源から発生した場合に、光がミラーに反射され、対象物（例えば、網膜）へ到達するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５３７４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光源から意図しない光が発生した場合に、光が対象物に入射する可能性を低減する画像表示装置およびヘッドマウント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】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の画像表示装置は、光を射出する光源部と、
前記光源部から射出した光を走査する光スキャナーと、
前記光源部と前記光スキャナーとの間に設けられ、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させる第１の状態と、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させない第２の状態と、を切り換える切換部と、
を備え、
前記切換部は、前記切換部に電圧が印加されているときに前記第１の状態となり、前記切換部に電圧が印加されていないときに前記第２の状態となることを特徴とする。
【０００８】
これにより、光源の駆動回路の異常などにより意図しない光が光源から発生した場合においても、意図的に切換部に電圧を印加しない限り、発生した光が切換部を通過することが防止されるので、仮に光スキャナーが停止した場合でも、使用者の眼に過剰な量の光が照射されることが防止され、その結果、安全性が担保された画像表示装置が得られる。
【０００９】
また、光源部から出射する光の強度を切換部において外部変調することができるので、高速変調が可能になり、表示される画像の高解像度化を図ることができる。
【００１０】
さらに、光源部を直接変調する必要がなくなるので、発光安定性が高い条件で光源部を駆動することができるので、画像表示装置の動作の安定化を図るとともに、表示される画像の高画質化を図ることができる。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、前記切換部は、前記光源部から射出した光を伝搬させる光導波路を備えていることが好ましい。
【００１２】
これにより、切換部を伝搬する信号光のビーム品質を高めたり、過剰な信号光を減光させたりすることができ、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
【００１３】
本発明の画像表示装置では、前記切換部は、前記光源部から射出した光の強度を変調する変調部を備えていることが好ましい。
【００１４】
これにより、切換部において光の強度をより高い分解能で変調させることができ、表示される画像の諧調をさらに増やすことができるので、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
【００１５】
本発明の画像表示装置では、前記切換部の前記変調部は、電圧の印加により前記光が透過する部位の屈折率が変化することを利用して、前記光の強度を変調することが好ましい。
【００１６】
これにより、特に高速での変調が可能になるため、表示される画像の高画質化に対する寄与が顕著である。
【００１７】
本発明の画像表示装置では、前記切換部は、前記光源部から射出した光を伝搬する光導波路と、前記光源部から射出した光の強度を変調する変調部と、を備えており、
前記光導波路と前記変調部とが同一の基板上に形成されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、切換部の小型化を図り、もって画像表示装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明のヘッドマウントディスプレイは、光を射出する光源部と、
前記光源部から射出した光を走査する光スキャナーと、
前記光源部と前記光スキャナーとの間に設けられ、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させる第１の状態と、前記光源部から射出した光を前記光スキャナーに入射させない第２の状態と、を切り換える切換部と、
を備え、
前記切換部は、前記切換部に電圧が印加されているときに前記第１の状態となり、前記切換部に電圧が印加されていないときに前記第２の状態となることを特徴とする。
【００２０】
これにより、光源の駆動回路の異常などにより意図しない光が光源から発生した場合においても、意図的に切換部に電圧を印加しない限り、発生した光が切換部を通過することが防止されるので、仮に光スキャナーが停止した場合でも、使用者の眼に過剰な量の光が照射されることが防止され、その結果、安全性が担保されたヘッドマウントディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。
【図３】図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図である。
【図４】図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図である。
【図５】図４に示す光走査部の作用を説明するための図である。
【図６】図３に示す切換部の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示す切換部の平面図である。
【図８】図７に示す切換部の作用を説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る画像表示装置の信号生成部の概略構成図である。
【図１０】第３実施形態に係る画像表示装置の信号生成部に含まれる切換部の作用を説明するための図である。
【図１１】第４実施形態に係る画像表示装置の信号生成部に含まれる切換部の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜画像表示装置＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の画像表示装置の第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図、図２は、図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。また、図３は、図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図、図４は、図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図、図５は、図４に示す光走査部の作用を説明するための図である。また、図６は、図３に示す切換部の概略構成を示す斜視図、図７は、図６に示す切換部の平面図、図８は、図７に示す切換部の作用を説明するための図である。なお、図８に示す信号光Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ信号光の波形を模式的に示したものである。
【００２５】
また、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
【００２６】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を使用者の頭部Ｈに装着した際に、Ｙ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｚ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｘ軸方向が頭部Ｈの前後方向となるように設定されている。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型画像表示装置）であって、使用者の頭部Ｈに装着して使用され、使用者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させる。
【００２８】
この画像表示装置１は、図１に示すように、フレーム２と、信号生成部３と、走査光出射部４と、反射部６と、を備える。
【００２９】
また、画像表示装置１は、図２に示すように、第１光ファイバー７１と、第２光ファイバー７２と、接続部５と、を備える。
【００３０】
この画像表示装置１では、信号生成部３が画像情報に応じて変調された信号光を生成し、その信号光が第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２を介して走査光出射部４へ導かれ、走査光出射部４が信号光（映像光）を２次元的に走査して走査光を出射し、反射部６がその走査光を使用者の眼ＥＹに向けて反射する。これにより、画像情報に応じた虚像を使用者に視認させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、信号生成部３、走査光出射部４、接続部５、反射部６、第１光ファイバー７１および第２光ファイバー７２をフレーム２の右側にのみ設け、右眼用の虚像のみを形成する場合を例に説明するが、フレーム２の左側を右側と同様に構成することによって、右眼用の虚像と併せて左眼用の虚像も形成してもよいし、左眼用の虚像のみを形成するようにしてもよい。
【００３２】
また、信号生成部３と走査光出射部４との間を光学的に接続する手段は、光ファイバーを介する手段の他、例えば各種の導光体を介する手段で代替することもできる。さらに、接続部５によって第１光ファイバー７１と第２光ファイバー７２とが接続される構成でなくてもよく、接続部５を介さずに第１光ファイバー７１のみによって、信号生成部３と走査光出射部４とが光学的に接続されていてもよい。
【００３３】
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
（フレーム）
図１に示すように、フレーム２は、眼鏡フレームのような形状をなし、信号生成部３および走査光出射部４を支持する機能を有する。
【００３４】
また、フレーム２は、図１に示すように、走査光出射部４およびノーズパッド部２１を支持するフロント部２２と、フロント部２２に接続されて使用者の耳に当接する１対のテンプル部（つる部）２３と、各テンプル部２３のフロント部２２と反対の端部であるモダン部２４と、を含む。
【００３５】
ノーズパッド部２１は、使用時に使用者の鼻ＮＳに当接して、画像表示装置１を使用者の頭部に対して支持している。フロント部２２には、リム部２５やブリッジ部２６が含まれる。
【００３６】
このノーズパッド部２１は、使用時における使用者に対するフレーム２の位置を調整可能に構成されている。
【００３７】
なお、フレーム２の形状は、使用者の頭部Ｈに装着することができるものであれば、図示のものに限定されない。
【００３８】
（信号生成部）
図１に示すように、信号生成部３（光源部）は、前述したフレーム２の一方（本実施形態では右側）のモダン部２４（テンプル部２３のフロント部２２とは反対側の端部）に設けられている。
【００３９】
すなわち、信号生成部３は、使用時に使用者の耳ＥＡに対して眼ＥＹとは反対側に配置されている。これにより、画像表示装置１の重量バランスを優れたものとすることができる。
【００４０】
この信号生成部３は、後述する走査光出射部４の光走査部４２で走査される信号光を生成する機能と、光走査部４２を駆動する駆動信号を生成する機能とを有する。
【００４１】
このような信号生成部３は、図３に示すように、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂと、信号光生成部３１と、駆動信号生成部３２と、制御部３３と、光検出部３４と、固定部３５とを備える。
【００４２】
信号光生成部３１は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）で走査（光走査）される信号光を生成するものである。
【００４３】
この信号光生成部３１は、波長の異なる複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ（光源部）と、複数の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと、レンズ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂと、光合成部（合成部）３１４とを有する。
【００４４】
光源３１１Ｒ（Ｒ光源）は、赤色光を出射するものであり、光源３１１Ｇ（Ｇ光源）は、緑色光を出射するものであり、光源３１１Ｂは、青色光を出射するものである。このような３色の光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。
【００４５】
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂが、それぞれ特に限定されないが、例えばレーザーダイオード、ＬＥＤを用いることができる。
【００４６】
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂに電気的に接続されている。
【００４７】
駆動回路３１２Ｒは、前述した光源３１１Ｒを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｇは、前述した光源３１１Ｇを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｂは、前述した光源３１１Ｂを駆動する機能を有する。
【００４８】
このような駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂにより駆動された光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから射出された３つ（３色）の光は、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを介して、光合成部３１４に入射する。
【００４９】
図示はしないが、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの各々と切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂとの間にはレンズを設けてもよい。これにより、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから出射された光を平行化したり、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに向けて集光したりすることができ、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに入射する光の損失を低減することができる。
【００５０】
さらに、図示はしないが、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂと光合成部３１４との間にコリメーターレンズを設けてもよい。特に、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに集光して光を入射させる場合には、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから出射される光が発散光となるため、後段において光を平行化して扱いたい場合には、コリメーターレンズが用いられる。なお、ここに配置されるのはコリメーターレンズに限らず、後の光学系に対して集光させたいのであれば集光レンズを用いてもよい。
【００５１】
図６に示す切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、それぞれ、基板３０１と、基板３０１に形成された光導波路３０２と、基板３０１上に設けられた電極３０３と、基板３０１と電極３０３との間に介挿されたバッファー層３０４と、を備えている。
【００５２】
基板３０１は、平面視で矩形をなす平板状をなしており、電気光学効果を有する材料で構成されている。電気光学効果は、物質に電界を加えたときに物質の屈折率が変化する現象であり、屈折率が電界に比例するポッケルス効果や電界の２乗に比例するカー効果がある。このような基板３０１に途中で分岐した光導波路３０２を形成し、さらに基板３０１に電界を加えると、分岐した光導波路３０２の一方の屈折率を変化させることができる。これを利用することで、分岐した光導波路３０２を伝搬する光に位相差を与え、分岐した光を再び合流させることによって、位相差に基づいた強度変調を行うことができる。
【００５３】
電気光学効果を有する材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）のような無機系材料、ポリチオフェン、液晶材料の他、電気光学活性なポリマーに電荷輸送分子をドープした材料、電荷輸送性のポリマーに電気光学色素をドープした材料、不活性ポリマーに電荷輸送分子と電気光学色素とをドープした材料、電荷輸送部位および電気光学部位を高分子の主鎖または側鎖に含んだ材料のような有機系材料等が挙げられる。
【００５４】
これらの材料は、単結晶または固溶体結晶として用いられるのが好ましい。これにより、基板３０１には透光性が付与され、基板３０１中に光導波路３０２を形成することができるようになる。
【００５５】
光導波路３０２は、基板３０１とは別の部材（ガラス製や樹脂製の光ファイバー、光導波路等）であってもよいが、本実施形態では基板３０１中に形成された導光路である。基板３０１中に光導波路３０２を形成する方法としては、例えば、プロトン交換法、Ｔｉ拡散法等が挙げられる。このうち、プロトン交換法は、酸の溶液中に基板を浸漬し、基板中のイオンの溶出と引き換えにプロトンを基板に侵入させることによってその領域の屈折率を変化させる方法である。この方法によれば、特に耐光性に優れた光導波路３０２が得られる。一方、Ｔｉ拡散法は、基板上にＴｉを成膜した後、加熱処理を行うことにより、Ｔｉを基板中に拡散させてその領域の屈折率を変化させる方法である。
【００５６】
このようにして形成された光導波路３０２は、基板３０１のうち相対的に屈折率が高い長尺状の部位からなるコア部３０２１と、コア部３０２１に隣接し相対的に屈折率が低いクラッド部３０２２と、で構成される。
【００５７】
また、コア部３０２１は、基板３０１の２つの短辺に端部が露出するように形成されている。この２つの端部のうち、一方が光の入射端となり、他方が光の出射端となる。
【００５８】
また、コア部３０２１は、その入射端側に位置する分岐部３０２３において第１コア部３０２１ａと第２コア部３０２１ｂの２つに分岐している。さらに、第１コア部３０２１ａおよび第２コア部３０２１ｂは、コア部３０２１の出射端側に位置する合流部３０２４において再び１つに合流している。
【００５９】
電極３０３は、グランド電極３０３１と、グランド電極３０３２と、信号電極３０３３とで構成されている。
【００６０】
このうち、グランド電極３０３１は、基板３０１の平面視において第１コア部３０２１ａと重なるように配置されている。一方、グランド電極３０３２は、第２コア部３０２１ｂの第１コア部３０２１ａ側とは反対側に位置するクラッド部３０２２と重なるように配置されている。また、信号電極３０３３は、第２コア部３０２１ｂの少なくとも一部と重なるように配置されている。
【００６１】
グランド電極３０３１およびグランド電極３０３２は、それぞれ電気的に接地されている。一方、信号電極３０３３には、グランド電極３０３１、３０３２との間に電位差（電圧）が生じるように、電気信号に基づいた電位が与えられる。このように信号電極３０３３とグランド電極３０３１、３０３２との間に電位差が生じると、それらの間に生じた電気力線が通過するコア部３０２１に電界が作用する。その結果、電気光学効果に基づいてコア部３０２１の屈折率が変化する。
【００６２】
ここで、信号電極３０３３は、第２コア部３０２１ｂの幅と同等がそれよりわずかに広い程度に設定されている。このため、第２コア部３０２１ｂには、電気力線が集中し、信号電極３０３３からより大きい電界が作用する。一方、グランド電極３０３１、３０３２の幅は、第１コア部３０２１ａの幅より十分に広く設定されている。このため、第１コア部３０２１ａには、電気力線があまり集中せず、グランド電極３０３１からは小さい電界しか作用しない。
【００６３】
第１コア部３０２１ａと第２コア部３０２１ｂとの間には、上述したような差異があることから、電極３０３に対して上述したような電位差が生じると、信号電極３０３３に対応して位置する第２コア部３０２１ｂの屈折率が主に変化し、第１コア部３０２１ａの屈折率はほとんど変化しない。その結果、第１コア部３０２１ａと第２コア部３０２１ｂとで屈折率のずれが生じ、これらを伝搬する光には、屈折率のずれに基づく位相差が生じることとなる。このようにして位相差が生じた２つの信号光が、合流部３０２４において合流すると、入射強度に対して減衰した合波光が生成される。この合波光が出射端から光合成部３１４に向けて出射する。
【００６４】
この際、信号電極３０３３とグランド電極３０３１、３０３２との間に生じる電位差を調整することにより、第１コア部３０２１ａを伝搬する信号光と第２コア部３０２１ｂを伝搬する信号光との位相差を制御することができるので、入射強度に対する合波光の減衰幅を制御することができる。
【００６５】
なお、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの機能からすれば、少なくとも電極３０３に対応する部分に光導波路３０２が位置していればよいが、電極３０３に対応する部分以外にも光導波路３０２を延伸させることで、例えば信号光のビーム品質を高める、過剰な信号光を減光させる、といった副次的な効果が得られる。これにより、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
【００６６】
このうち、前者の効果は、光源部３１１から出射する信号光のビームは、通常、その横断面のうち、中心部分の品質が高い（波長の分布幅が小さい）一方、周辺部分の品質が低いところ、光導波路３０２では主に中心部分のビームを受光し、周辺部分のビームを除去し易いことによるものである。
【００６７】
一方、後者の効果は、信号光が光導波路３０２を伝搬する際、一部の光が漏れることによって、信号光の光量を減少させられることによるものである。
【００６８】
このようにして光強度が調整された信号光は、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから出射し、光合成部３１４に入射する。
【００６９】
光合成部３１４は、複数の切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂからの光を合成するものである。これにより、信号光生成部３１で生成される信号光を走査光出射部４へ伝送するための光ファイバーの数を少なくすることができる。そのため、本実施形態では、第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバーからなる１本の光伝送経路を介して信号生成部３から走査光出射部４へ信号光を伝送することができる。
【００７０】
本実施形態では、光合成部３１４は、３つのダイクロイックミラー３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃを有し、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから出射された光（赤色光、緑色光および青色光の３色の光）を合成して１つの信号光を出射する。なお、以下では、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂをまとめて「光源部３１１」ともいう。
【００７１】
なお、光合成部３１４は、前述したようなダイクロイックミラーを用いた構成に限定されず、例えば、プリズム、光導波路、光ファイバー等で構成されていてもよい。光導波路や光ファイバーによって光合成部３１４を構成した場合には、光合成部３１４に結合するためのレンズや、光合成部３１４から出射した光を平行化するためのコリメーターレンズを用いてもよい。
【００７２】
このような信号光生成部３１で生成した信号光は、第１光ファイバー７１の一端部に入射する。そして、かかる信号光は、第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２をこの順で通過して、後述する走査光出射部４の光走査部４２に伝送される。
【００７３】
ここで、第１光ファイバー７１の信号光の入射側の端部（以下、単に「第１光ファイバー７１の一端部」ともいう）近傍には、光検出部３４が設けられている。この光検出部３４は、信号光を検出する。また、第１光ファイバー７１の一端部および光検出部３４は、固定部３５に固定されている。
【００７４】
駆動信号生成部３２は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）を駆動する駆動信号を生成するものである。
【００７５】
この駆動信号生成部３２は、光走査部４２の第１の方向での走査（水平走査）に用いる第１の駆動信号を生成する駆動回路３２１（第１の駆動回路）と、光走査部４２の第１の方向に直交する第２の方向での走査（垂直走査）に用いる第２の駆動信号を生成する駆動回路３２２（第２の駆動回路）とを有する。
【００７６】
このような駆動信号生成部３２は、図示しない信号線を介して、後述する走査光出射部４の光走査部４２と電気的に接続されている。これにより、駆動信号生成部３２で生成した駆動信号（第１の駆動信号および第２の駆動信号）は、後述する走査光出射部４の光走査部４２に入力される。
【００７７】
前述したような信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２は、制御部３３と電気的に接続されている。
【００７８】
制御部３３は、映像信号（画像信号）に基づいて、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２の駆動を制御する機能を有する。すなわち、制御部３３は、走査光出射部４の駆動を制御する機能を有する。これにより、信号光生成部３１が画像情報に応じて変調された信号光を生成するとともに、駆動信号生成部３２が画像情報に応じた駆動信号を生成する。
【００７９】
また、制御部３３は、光検出部３４で検出された光の強度に基づいて、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂの駆動を制御し得るように構成されている。
【００８０】
さらに、制御部３３は、映像信号に基づいて、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの動作を制御する機能を有する。これにより、信号光生成部３１は、画像情報に応じて３色の光の強度をそれぞれ変化させることができ、画像情報に応じて強度変調された信号光を生成することができる。
【００８１】
ところで、前述したような構成の切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に印加する電圧を適宜調整することにより、光導波路３０２を伝搬して出射端から出射する「第１の状態」と、光導波路３０２を伝搬する信号光を減衰させ出射端から光を出射させない「第２の状態」と、を切り換え得るものとなる。
【００８２】
また、本実施形態に係る切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に電圧が印加されているときに第１の状態となり、電極３０３に電圧が印加されていないときに第２の状態となるように構成されている。
【００８３】
したがって、このような切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に電圧が印加されていないときには、光導波路３０２を伝搬する信号光が減衰し、出射端から出射しないので、使用者の眼ＥＹには信号光が到達しない。このため、電極３０３に電圧が印加されていないとき、使用者の眼ＥＹに意図しない信号光が照射されることが防止され、眼ＥＹが異常を来すことを防止することができる。
【００８４】
ここで、電極３０３に電圧が印加されていない場合とは、例えば、制御部３３によって制御下にある状態で意図的に電圧が印加されない場合に加え、制御部３３に何らかの異常が発生し本来は電圧を印加すべきタイミングで電圧が印加されない場合が挙げられる。制御部３３に異常が発生する場合の多くは、制御部３３に通電されない状態が考えられる。このような場合、制御部３３によって電極３０３に電圧が印加されない不具合が生じる可能性が高い。
【００８５】
かかる背景を踏まえ、本実施形態に係る切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に電圧が印加されない場合において、前述した第２の状態をとり得るように構成されている。このような切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂによれば、制御部３３に何らかの異常が発生した場合でも、意図しない信号光が切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを通過することが防止される。このため、仮に光走査部４２が意図せず停止して、長い時間にわたって眼ＥＹに光が反射し得る状態が続いたとしても、眼ＥＹに過剰な光量の信号光が照射されることが防止される。その結果、画像表示装置１の安全性を担保することができる。
【００８６】
このように電極３０３に電圧が印加されていないときに第２の状態をとり得る切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂとして、本実施形態では、電極３０３に電圧が印加されていないとき、すなわち、光導波路３０２に屈折率の変化を生じさせていないとき、図８（ａ）に示すように、第１コア部３０２１ａを伝搬する信号光Ｌ１の位相と、第２コア部３０２１ｂを伝搬する信号光Ｌ２の位相とが、合流部３０２４において半波長分だけ互いにずれるように設定されたものが採用されている。信号光Ｌ１の位相と信号光Ｌ２の位相が半波長分だけ互いにずれていると、信号光Ｌ１と信号光Ｌ２とが互いに打ち消し合い、光強度が実質的にゼロになる。その結果、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に電圧が印加されていないとき、光導波路３０２を伝搬する信号光を出射端から出射させない「第２の状態」をとり得るものとなる。
【００８７】
一方、電極３０３に電圧が印加されると、第２コア部３０２１ｂの屈折率が変化し、光路長が変化する。これにより、第２コア部３０２１ｂを伝搬する信号光Ｌ２の位相が変化する。この際、電圧を適宜変えることによって位相の変化幅を調整することにより、図８（ｂ）に示すように、信号光Ｌ１の位相と信号光Ｌ２の位相とを合わせることができる。その結果、信号光Ｌ１と信号光Ｌ２とが合流部３０２４で合波された合波光は、入射強度に比べてほとんど減衰することなく、出射端から出射することとなる。したがって、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電極３０３に電圧が印加されたとき、光導波路３０２を伝搬する信号光を出射端から出射させる「第１の状態」をとり得るものとなる。よって、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに通電されることで、画像表示装置１は画像を表示することができる。
【００８８】
なお、電極３０３に電圧が印加されていないときに、第１コア部３０２１ａを伝搬する信号光Ｌ１の位相と、第２コア部３０２１ｂを伝搬する信号光Ｌ２の位相とが、合流部３０２４において半波長分だけ互いにずれるためには、例えば、第１コア部３０２１ａの光路長（光学的距離）と第２コア部３０２１ｂの光路長（光学的距離）とが半波長分だけずれるようにしておけばよい。そして、電極３０３に電圧が印加されていないとき、光導波路３０２の屈折率が均一である場合には、第１コア部３０２１ａの物理的距離と第２コア部３０２１ｂの物理的距離とを半波長分だけずらしておけばよい。
【００８９】
また、本実施形態に係る画像表示装置１によれば、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂにおいて３色の信号光の強度をそれぞれ外部変調させることができる。すなわち、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、信号光の強度を外部変調する変調部３０５を備えている。このため、光源部３１１から出射する３色の信号光の強度を直接変調させる場合に比べて、高速変調が可能になる。加えて、電極３０３に印加する電圧を変化させることにより、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂにおいて信号光の強度を所定の相関関係に基づいて、より高い分解能で調整することができる。その結果、眼ＥＹの網膜に描画される画像の諧調をさらに増やすことができ、さらなる高解像度化を図ることができる。
【００９０】
さらに、本実施形態では、光源部３１１を直接変調させる必要がないので、一定の強度の信号光が射出されるように光源部３１１を駆動すればよい。したがって、発光効率が最も高い条件あるいは発光安定性が最も高い条件で光源部３１１を駆動することができ、画像表示装置１の低消費電力化あるいは動作の安定化を図るとともに、眼ＥＹの網膜に描画される画像の高画質化を図ることができる。
【００９１】
なお、前述した「第２の状態」とは、光導波路３０２の出射端から信号光を全く出射させない状態の他、長い時間にわたって網膜に照射されても支障ない程度の弱い信号光を出射させる状態も含む。
【００９２】
また、前述したように、光導波路３０２と変調部３０５とは、同一の基板３０１上に形成されている。このため、光導波路３０２と変調部３０５とを互いに別の部材にした場合に比べて、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの小型化を図ることができる。その結果、画像表示装置１の小型化を図ることができる。また、光導波路３０２と変調部３０５との間の光結合損失の低減を図ることができるため、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂにおける信号光の減衰を抑えることができる。これにより、眼ＥＹの網膜に描画される画像の高画質化を図ることができる。
【００９３】
なお、上述した信号生成部３では、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂとダイクロイックミラー３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃとの間に配置しているが、切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの配置はこれに限定されない。
【００９４】
また、上述した切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、電気光学効果を利用して信号光の強度を外部変調させているが、電気光学効果に代えて、音響光学効果、磁気光学効果、熱光学効果、非線形光学効果等の光変調効果を用いるものであってもよい。このような各種効果においても、電圧の印加によって最終的には光の強度を変調させる原理が利用されているため、上述したような作用、効果を得ることができる。
【００９５】
なお、電気光学効果を利用した場合、特に高速での変調が可能になるため、表示される画像の高画質化に対する寄与が顕著である。
【００９６】
また、バッファー層３０４は、基板３０１と電極３０３との間に設けられ、例えば酸化ケイ素等により構成される。
【００９７】
（走査光出射部）
図１および図２に示すように、走査光出射部４は、前述したフレーム２のブリッジ部２６近傍（言い換えればフロント部２２の中心近傍）に取り付けられている。
【００９８】
このような走査光出射部４は、図４に示すように、ハウジング４１（筐体）と、光走査部４２と、レンズ４３（カップリングレンズ）と、レンズ４５（集光レンズ）と、支持部材４６とを備える。
【００９９】
ハウジング４１は、支持部材４６を介してフロント部２２に取り付けられている。
また、支持部材４６のフレーム２とは反対側の部分には、ハウジング４１の外表面が接合されている。
【０１００】
ハウジング４１は、光走査部４２を支持するとともに光走査部４２を収納している。また、ハウジング４１には、レンズ４３およびレンズ４５が取り付けられ、レンズ４３、４５がハウジング４１の一部（壁部の一部）を構成している。
【０１０１】
また、レンズ４３（ハウジング４１の信号光を透過する窓部）は、第２光ファイバー７２に対して離間している。本実施形態では、第２光ファイバー７２の信号光の出射側の端部は、フレーム２のフロント部２２に設けられた反射部１０に臨む位置で、かつ、走査光出射部４に離間している。
【０１０２】
反射部１０は、第２光ファイバー７２から出射した信号光を光走査部４２に向けて反射する機能を有する。また、反射部１０は、フロント部２２の内側に開口する凹部２７に設けられている。なお、凹部２７の開口には、透明材料で構成された窓部で覆われていてもよい。また、この反射部１０は、信号光を反射し得るものであれば、特に限定されず、例えば、ミラー、プリズム等で構成することができる。
【０１０３】
光走査部４２は、信号光生成部３１からの信号光を２次元的に走査する光スキャナーである。この光走査部４２で信号光を走査することにより走査光が形成される。具体的には、光走査部４２の光反射面に対し、第２光ファイバー７２から出射した信号光がレンズ４３を介して入射する。そして、駆動信号生成部３２で生成された駆動信号に応じて、光走査部４２を駆動することにより、信号光が２次元的に走査される。
【０１０４】
また、光走査部４２は、コイル１７および信号重畳部１８を有しており（図４参照）、コイル１７、信号重畳部１８および駆動信号生成部３２は、光走査部４２を駆動する駆動部を構成する。
【０１０５】
レンズ４３は、第１光ファイバー７１から出射した信号光のスポット径を調整する機能を有する。また、レンズ４３は、第１光ファイバー７１から出射した信号光の放射角を調整し、略平行化する機能をも有する。
【０１０６】
光走査部４２で走査された信号光（走査光）は、レンズ４５を介して、ハウジング４１の外部へ出射する。
【０１０７】
なお、走査光出射部４は、信号光を２次元的に走査する光走査部４２に代えて、信号光を１次元的に走査する複数の光走査部を備えていてもよい。
【０１０８】
（反射部）
図１および図２に示すように、反射部６（反射光学部）は、前述したフレーム２のフロント部２２に含まれるリム部２５に取り付けられている。
【０１０９】
すなわち、反射部６は、使用時に使用者の眼ＥＹの前方かつ光走査部４２よりも当該使用者に対して遠方側に位置するように配置されている。これにより、画像表示装置１に使用者の顔に対して前方側に張り出した部分が形成されるのを防止することができる。
【０１１０】
この反射部６は、図５に示すように、光走査部４２からの信号光を当該使用者の眼ＥＹに向けて反射する機能を有する。
【０１１１】
本実施形態では、反射部６は、ハーフミラー（半透鏡）であり、外界光を透過させる機能（可視光に対する透光性）をも有する。すなわち、反射部６は、光走査部４２からの信号光（映像光）を反射させるとともに、使用時において反射部６の外側から使用者の眼に向かう外界光を透過させる機能（コンバイナー機能）を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【０１１２】
また、反射部６のうち、使用者側の面は、凹面の反射面になっている。このため、反射部６で反射された信号光は、使用者側に集束する。したがって、使用者は、反射部６の凹面上に形成された画像よりも拡大された虚像を視認することが可能になる。これにより、使用者による視認性を高めることができる。
【０１１３】
一方、反射部６のうち、使用者に対して遠方側の面は、前記凹面とほぼ同じ曲率を有する凸面になっている。このため、外界光は、反射部６で大きく偏向させられることなく、使用者の眼に到達する。したがって、使用者は、歪みの少ない外界像を視認することができる。
【０１１４】
なお、反射部６は、例えば回折格子を有していてもよい。この場合、回折格子に様々な光学特性をもたせ、光学系の部品点数を減らしたり、デザインの自由度を高めたりすることができる。例えば、回折格子としてホログラム素子を用いることにより、反射部６で反射する信号光の出射方向を調整したり、反射する信号光の波長を選択したりすることができる。また、回折格子にレンズ効果をもたせることによって、反射部６で反射する信号光からなる走査光全体の結像状態を調整したり、凹面で信号光が反射するときの収差を補正したりすることもできる。
【０１１５】
また、反射部６は、例えば、透明基板上に金属薄膜や誘電体多層膜等で構成された半透過反射膜を形成したものであってもよく、偏光ビームスプリッターを用いてもよい。偏光ビームスプリッターを用いる場合には、光走査部４２からの信号光が偏光となるように構成し、光走査部４２からの信号光に対応する偏光を反射させるように構成すればよい。
【０１１６】
（第１光ファイバー、光検出部および固定部）
固定部３５は、光源部３１１から第１光ファイバー７１に入射する光の強度が０よりも大きく所定値以下となる位置に第１光ファイバー７１の一端部を固定する機能を有する。これにより、光源部３１１から第１光ファイバー７１に入射する光の強度を小さくすることができる。
【０１１７】
また、固定部３５は、光検出部３４を固定する機能をも有する。これにより、光源部３１１から出射された光（信号光）のうち第１光ファイバー７１に入射しない残部を光検出部３４の検出に有効利用することができる。また、第１光ファイバー７１の一端部と光検出部３４との位置関係を固定（一定に維持）することができる。
【０１１８】
このように固定部３５に固定された光検出部３４は、光源３１１Ｂ、３１１Ｇ、３１１Ｒから出射された信号光を分岐する光学系を設けなくても、出射された光の強度を光検出部３４で検出することができる。また、光検出部３４で検出された光の強度に基づいて、光源３１１Ｂ、３１１Ｇ、３１１Ｒから出射される光の強度を制御部３３で調整することができる。
【０１１９】
上記のような固定部３５を設けることは必須ではなく、光源部３１１から射出される光を意図的に減光させることなく光ファイバー７１に結合する構成であってもよい。また、光検出部３４を固定部３５に設けることは必須ではなく、光源部３１１の光量を検出できる位置であれば、光検出部３４の位置は特に限定されない。
【０１２０】
なお、本発明の画像表示装置の実施形態は、上述したヘッドマウントディスプレイのような網膜走査方式の表示原理を有する実施形態に限定されない。すなわち、本発明の画像表示装置の実施形態は、例えば、ヘッドアップディスプレイ、レーザープロジェクター、レーザーテレビのような網膜走査方式以外の表示原理を有するものであってもよい。このような表示原理であっても、間接的かつ偶発的に、網膜に対して反射光が入射するおそれがあるため、本発明によって、網膜走査方式の場合と同様の作用、効果が期待できる。
【０１２１】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の画像表示装置の第２実施形態について説明する。
図９は、第２実施形態に係る画像表示装置の信号生成部の概略構成図である。
【０１２２】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１２３】
第２実施形態に係る信号生成部３は、切換部３０の配置が異なる以外、第１実施形態に係る信号生成部３と同様である。
【０１２４】
すなわち、第１実施形態では、図３に示すように、３色の信号光を合成する光合成部３１４よりも光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ側に切換部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂが配置されているのに対し、本実施形態では、図９に示すように、光合成部３１４よりも出射側（光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂとは反対側）に切換部３０が配置されている。かかる本実施形態によれば、１つの切換部３０を設けるだけで済むため、信号生成部３の構造の簡略化を図ることができる。
【０１２５】
図示はしないが、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと光合成部３１４との間にコリメーターレンズや集光レンズを設けてもよい。また、光合成部３１４と切換部３０との間に、コリメーターレンズや集光レンズを設けてもよい。さらに、図示はしないが、切換部３０から出射した光をコリメートするコリメーターレンズや、切換部３０から出射した光を光ファイバー７１に結合するカップリングレンズを設けてもよい。
【０１２６】
なお、この場合、色ごとに信号光の強度変調を行うため、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂを互いに排他的に（時分割で）駆動させるようにすればよい。また、その駆動に同期して切換部３０の動作を制御するようにすればよい。これにより、時分割で色ごとに信号光の強度変調を行うことができるので、フルカラーの画像を生成することができる。
【０１２７】
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果、すなわち、制御部３３に何らかの異常が発生した場合でも、使用者の眼ＥＹに意図しない光量の信号光が照射されることが防止され、画像表示装置１の安全性を担保するという効果が得られる。
【０１２８】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の画像表示装置の第３実施形態について説明する。
【０１２９】
図１０は、第３実施形態に係る画像表示装置の信号生成部に含まれる切換部の作用を説明するための図である。なお、図１０に示す信号光Ｌ１は、それぞれ信号光の波形を模式的に示したものである。
【０１３０】
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１３１】
第３実施形態に係る信号生成部３は、切換部３０の構造が異なる以外、第１実施形態に係る信号生成部３と同様である。
【０１３２】
すなわち、第３実施形態では、電圧の印加によって光のモード干渉の有無を制御し、電圧が印加されていないときに前述した第２の状態をとり得る切換部３０を用いている。以下、本実施形態に係る切換部３０の動作原理について説明する。
【０１３３】
図１０に示す切換部３０は、第１実施形態と同様、切換部３０の長手方向全体にわたって延伸するように設けられた光導波路３０２を備えている。この光導波路３０２は、その途中が部分的に拡幅されてなる拡幅部３０２５と、その長手方向の両側に設けられた非拡幅部３０２６と、を備えている。非拡幅部３０２６は、拡幅部３０２５よりも幅が狭く構成されている。このような拡幅部３０２５においては、例えば非拡幅部３０２６を単一のモード（シングルモード）で伝搬する信号光Ｌ１が拡幅部３０２５に入射されると、信号光Ｌ１の伝搬モードが複数のモード（マルチモード）に分離する。このようにして複数のモードに分離した状態で拡幅部３０２５を伝搬した後、再び光導波路３０２に入射させるためには、拡幅部３０２５と出射側の非拡幅部３０２６との接続部に対して複数のモードが結合するように、拡幅部３０２５の屈折率や長さＬ、幅Ｗを最適化すればよい。
【０１３４】
拡幅部３０２５の長さＬや幅Ｗは容易に変化させられないため、拡幅部３０２５の屈折率を適宜変化させることにより、拡幅部３０２５を伝搬する信号光Ｌ１のモードの分離状態（モード間の位相差）を変化させるようにするのがよい。そして、拡幅部３０２５と出射側の非拡幅部３０２６との接続部に対して複数のモードが結合するように拡幅部３０２５の屈折率を変化させることによって、十分な強度の光を出射側の非拡幅部３０２６へと伝搬させることができる。その結果、前述した「第１の状態」、すなわち、図示しない電極を介して拡幅部３０２５に電圧が印加されたときに、出射側の非拡幅部３０２６に向けて出射光を伝搬させられる状態を形成することができる（図１０（ｂ）参照）。
【０１３５】
拡幅部３０２５の屈折率を変化させる方法として、例えば、電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果、熱光学効果、非線形光学効果等を利用する方法を用いることができる。例えば電気光学効果を利用する場合、拡幅部３０２５の構成材料として電気光学効果を有する材料を用いるようにすればよい。そして、図示しない電極を介して拡幅部３０２５に電圧を印加することにより、拡幅部３０２５の屈折率を変化させることができる。
【０１３６】
一方、図１０（ａ）に示す切換部３０では、拡幅部３０２５に電圧を印加していない状態で、拡幅部３０２５と出射側の非拡幅部３０２６との接続部において、複数のモード同士が干渉しないように、拡幅部３０２５の構成材料や長さＬおよび幅Ｗがあらかじめ設定されている。このような設定によれば、前述した「第２の状態」、すなわち、拡幅部３０２５に電圧が印加されていないときに、出射側の非拡幅部３０２６に向けて出射光をほとんど伝搬させない状態を形成することができる（図１０（ａ）参照）。
【０１３７】
このような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果、すなわち、制御部３３に何らかの異常が発生した場合でも、使用者の眼ＥＹに意図しない光量の信号光が照射されることが防止され、画像表示装置１の安全性を担保するという効果が得られる。
【０１３８】
≪第４実施形態≫
次に、本発明の画像表示装置の第４実施形態について説明する。
【０１３９】
図１１は、第４実施形態に係る画像表示装置の信号生成部に含まれる切換部の作用を説明するための図である。
【０１４０】
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
【０１４１】
第４実施形態に係る信号生成部３は、切換部３０の構造が異なる以外、第１実施形態に係る信号生成部３と同様である。
【０１４２】
すなわち、第４実施形態では、電圧の印加によって光導波路３０２のコア部とクラッド部との屈折率差を調整し、電圧が印加されていないときに前述した第２の状態をとり得る切換部３０を用いている。以下、本実施形態に係る切換部３０の動作原理について説明する。
【０１４３】
図１１に示す切換部３０は、第１実施形態と同様、光導波路３０２を備えている。この光導波路３０２は、図１１（ａ）に示すように、その途中が部分的に湾曲されてなる湾曲部３０２７と、その長手方向の両側に設けられた直線部３０２８と、湾曲部３０２７に設けられた電極３０２９と、を備えている。このような湾曲部３０２７を備えた光導波路３０２においては、コア部とクラッド部との屈折率差に応じて、伝搬する信号光が湾曲部３０２７におけるコア部の湾曲形状に沿って湾曲しつつ伝搬する場合と、湾曲することなくクラッド部に漏出してしまう場合とに分かれる。屈折率差を十分に大きくすることで、湾曲部３０２７の曲率半径を小さくしても（曲率を大きくしても）信号光の漏出を抑えつつ伝搬させることができる。一方、屈折率差を小さくすることで、湾曲部３０２７のコア部に信号光を閉じ込める作用が抑えられるため、信号光が漏出し易くなり、信号光を出射端まで伝搬させることができなくなる。
【０１４４】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１１に示す光導波路３０２は、コア部３０２ａと、コア部３０２ａの下方に位置する下側クラッド部３０２ｂと、コア部３０２ａの側方に位置する側面クラッド部３０２ｃと、コア部３０２ａの上方に位置する上側クラッド部３０２ｄと、で構成されている。このうち、コア部３０２ａおよび下側クラッド部３０２ｂは、光透過性の材料で一体的に構成されている。一方、側面クラッド部３０２ｃおよび上側クラッド部３０２ｄは、電圧の印加によって屈折率が変化する材料で一体的に構成されている。
【０１４５】
電圧の印加によって屈折率が変化する材料としては、例えば、電気光学効果を有する材料、音響光学効果を有する材料、磁気光学効果を有する材料、熱光学効果を有する材料、非線形光学効果を有する材料等が挙げられる。
【０１４６】
本実施形態に係る切換部３０では、電極３０２９に電圧が印加されないときに、湾曲部３０２７のコア部３０２ａとクラッド部との屈折率差が小さくなるように各部の構成材料が選択されている。これにより、直線部３０２８では伝搬し得るものの、湾曲部３０２７において伝搬条件から外れ、信号光がクラッド部に漏出する。その結果、光導波路３０２の出射端まで信号光が伝搬せず、前述した「第２の状態」にすることができる。
【０１４７】
なお、このときのコア部３０２ａとクラッド部との屈折率差の範囲は、湾曲部３０２７における曲率半径と全反射条件とに基づいて算出することができる。
【０１４８】
一方、図１１（ａ）に示す切換部３０の電極３０２９に電圧が印加されると、側面クラッド部３０２ｃおよび上側クラッド部３０２ｄの屈折率が変化する。これにより、コア部３０２ａと側面クラッド部３０２ｃおよび上側クラッド部３０２ｄとの屈折率差が十分に大きくなり、信号光が湾曲部３０２７におけるコア部の湾曲形状に沿って湾曲しつつ伝搬する。その結果、光導波路３０２の出射端まで信号光が伝搬し、前述した「第１の状態」にすることができる。
【０１４９】
このような第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果、すなわち、制御部３３に何らかの異常が発生した場合でも、使用者の眼ＥＹに意図しない光量の信号光が照射されることが防止され、画像表示装置１の安全性を担保するという効果が得られる。
【０１５０】
以上、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１５１】
例えば、本発明の画像表示装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１５２】
また、反射部は、平面の反射面を備えていてもよい。
また、本発明の画像表示装置の実施形態は、前述した複数の実施形態のうち、２つ以上を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１            画像表示装置
２            フレーム
３            信号生成部
４            走査光出射部
５            接続部
６            反射部
１０          反射部
１７          コイル
１８          信号重畳部
２１          ノーズパッド部
２２          フロント部
２３          テンプル部
２４          モダン部
２５          リム部
２６          ブリッジ部
２７          凹部
３０          切換部
３０Ｂ        切換部
３０Ｇ        切換部
３０Ｒ        切換部
３１          信号光生成部
３２          駆動信号生成部
３３          制御部
３４          光検出部
３５          固定部
４１          ハウジング
４２          光走査部
４３          レンズ
４５          レンズ
４６          支持部材
７１          第１光ファイバー
７２          第２光ファイバー
３０１        基板
３０２        光導波路
３０２ａ      コア部
３０２ｂ      下側クラッド部
３０２ｃ      側面クラッド部
３０２ｄ      上側クラッド部
３０３        電極
３０４        バッファー層
３０５        変調部
３１１        光源部
３１１Ｂ      光源
３１１Ｇ      光源
３１１Ｒ      光源
３１２Ｂ      駆動回路
３１２Ｇ      駆動回路
３１２Ｒ      駆動回路
３１４        光合成部
３１４ａ      ダイクロイックミラー
３１４ｂ      ダイクロイックミラー
３１４ｃ      ダイクロイックミラー
３２１        駆動回路
３２２        駆動回路
３０２１      コア部
３０２１ａ    第１コア部
３０２１ｂ    第２コア部
３０２２      クラッド部
３０２３      分岐部
３０２４      合流部
３０２５      拡幅部
３０２６      非拡幅部
３０２７      湾曲部
３０２８      直線部
３０２９      電極
３０３１      グランド電極
３０３２      グランド電極
３０３３      信号電極
ＥＡ          耳
ＥＹ          眼
Ｈ            頭部
Ｌ１          信号光
Ｌ２          信号光
ＮＳ          鼻
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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