(57)【要約】【課題】色ずれを低減した画像を表示することができる画像表示装置を提供すること。【解決手段】画像表示装置は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを出射する光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂと、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢが入射され、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢをそれぞれ独立に変調可能な光変調部３３と、光変調部３３によって変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを集光するレンズ３４と、レンズ３４によって集光された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを走査する光走査部３５と、を備え、緑色光ＬＧの中心軸が赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢの中心軸よりもレンズ３４の中心側を通る。【選択図】図４
2017125905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色の第１光を出射する第１光源、および、前記第１光の色とは異なる色の第２光を出射する第２光源を含む光源部と、
前記第１光および前記第２光が入射され、前記第１光および前記第２光をそれぞれ独立に変調可能な光変調部と、
前記光変調部によって変調された前記第１光および前記第２光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズによって集光された前記第１光および前記第２光を走査する光走査部と、を備え、
前記第１光の中心軸が前記第２光の中心軸よりも前記集光レンズの中心側を通ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光変調部は、
電気光学効果を有する材料で構成された基板と、
前記基板に設けられ、前記第１光が入射される第１光導波路と、
前記基板に設けられ、前記第２光が入射される第２光導波路と、
前記第１光導波路に入射した前記第１光を変調する第１光変調部と、
前記第２光導波路に入射した前記第２光を変調する第２光変調部と、を含む請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第１光変調部および前記第２光変調部のそれぞれの変調方式がマッハツェンダー型である請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１光は、緑色の複数の光線を含む光束であり、
前記第２光は、前記第１光とは異なる色の複数の光線を含む光束である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光変調部は、前記第１光を複数の第１光に分岐して出射するとともに、前記第２光を複数の第２光に分岐して出力する請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記第１光および前記第２光の色とは異なる色の第３光を出射する第３光源を含み、
前記光変調部は、前記第３光が入射され、前記第３光を前記第１光および前記第２光とは独立に変調可能である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１光の中心軸が前記第３光の中心軸よりも前記集光レンズの中心側を通る請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
ヘッドマウントディスプレイである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
ヘッドアップディスプレイである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用者の網膜上にレーザー光を走査して画像を表示する網膜走査型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やヘッドアップディスプレイ等の画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、このような画像表示装置の一例である特許文献１に記載の投影装置は、画像データに応じて強度変調されたレーザー光を出射するレーザー光源と、投影レンズを介したレーザー光源からのレーザー光を２次元的に走査するスキャナーと、を有している。
【０００４】
また、特許文献１に記載の投影装置は、レーザー光源が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色レーザー光を出射するレーザーダイオードを有しており、レーザー光源からの各色レーザー光を、ＲＧＢの色ごとに分けられた複数の光ファイバーを介して投影レンズに入射させる。ここで、複数の光ファイバーのレーザー光源とは反対側の端部は、フェルールにより束ねられており、ＲＧＢのレーザー光の束が投影レンズおよびスキャナーを介して投影面上で一列に並ぶようにして投影される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の投影装置では、ＲＧＢのレーザー光をレーザー光源において直接強度変調するため、環境温度の変化等に伴ってレーザー光の波長が変動する、いわゆる周波数シフトが生じ、その結果、投影面に投影される画像の色調ずれが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、色ずれを低減した画像を表示することができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、緑色の第１光を出射する第１光源、および、前記第１光の色とは異なる色の第２光を出射する第２光源を含む光源部と、
前記第１光および前記第２光が入射され、前記第１光および前記第２光をそれぞれ独立に変調可能な光変調部と、
前記光変調部によって変調された前記第１光および前記第２光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズによって集光された前記第１光および前記第２光を走査する光走査部と、を備え、
前記第１光の中心軸が前記第２光の中心軸よりも前記集光レンズの中心側を通ることを特徴とする。
【０００９】
このような画像表示装置によれば、第１光源および第２光源を直接変調しなくても、第１光源および第２光源の外部にある光変調部で第１光源および第２光源からの光を変調することができる。そのため、第１光源および第２光源を直接変調することに起因する第１光および第２光の周波数シフトを低減し、その結果、表示画像の色調ずれを低減して、高品位な表示画像を得ることができる。また、第１光の中心軸が第２光の中心軸よりも集光レンズの中心側を通ることにより、比視感度の高い緑色の第１光の画素の品位を、相対的に比視感度の低い第２光の画素の品位よりも優先して高めることができる。その結果、この点でも、高品位な表示画像を実現することができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、前記光変調部は、
電気光学効果を有する材料で構成された基板と、
前記基板に設けられ、前記第１光が入射される第１光導波路と、
前記基板に設けられ、前記第２光が入射される第２光導波路と、
前記第１光導波路に入射した前記第１光を変調する第１光変調部と、
前記第２光導波路に入射した前記第２光を変調する第２光変調部と、を含むことが好ましい。
【００１１】
これにより、基板の電気光学効果による屈折率の変化を利用して、第１光および第２光をそれぞれ独立に変調することができる。
【００１２】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調部および前記第２光変調部のそれぞれの変調方式がマッハツェンダー型であることが好ましい。
【００１３】
これにより、光変調部の構造を比較的簡単なものとするとともに、光変調部の変調幅を任意に容易に調整することができる。
【００１４】
本発明の画像表示装置では、前記第１光は、緑色の複数の光線を含む光束であり、
前記第２光は、前記第１光とは異なる色の複数の光線を含む光束であることが好ましい。
これにより、表示画像の高解像度化を図ることができる。
【００１５】
本発明の画像表示装置では、前記光変調部は、前記第１光を複数の第１光に分岐して出射するとともに、前記第２光を複数の第２光に分岐して出力することが好ましい。
【００１６】
これにより、光源の数を増やすことなく、装置の小型化を図りつつ、第１光および第２光のそれぞれを複数の光の束で構成することができる。
【００１７】
本発明の画像表示装置では、前記光源部は、前記第１光および前記第２光の色とは異なる色の第３光を出射する第３光源を含み、
前記光変調部は、前記第３光が入射され、前記第３光を前記第１光および前記第２光とは独立に変調可能であることが好ましい。
これにより、表示画像の色再現範囲を拡大することができる。
【００１８】
本発明の画像表示装置では、前記第１光の中心軸が前記第３光の中心軸よりも前記集光レンズの中心側を通ることが好ましい。
【００１９】
これにより、比視感度の高い緑色の第１光の画素の品位を、相対的に比視感度の低い第３光の画素の品位よりも優先して高めることができる。その結果、高品位なフルカラーの表示画像を実現することができる。
【００２０】
本発明の画像表示装置は、ヘッドマウントディスプレイであることが好ましい。
【００２１】
これにより、高品位な画像を表示可能なヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【００２２】
本発明の画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイであることが好ましい。
これにより、高品位な画像を表示可能なヘッドアップディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置（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に示すヘッドマウントディスプレイの斜視図である。
【図３】図１に示すヘッドマウントディスプレイが備える画像表示ユニットの概略構成図である。
【図４】図３に示す映像光生成部の概略構成図である。
【図５】図４に示す光スキャナーの平面図である。
【図６】図１に示す画像表示装置における投影面での信号光の走査軌跡を模式的に示す図である。
【図７】図４に示す光変調部の斜視図である。
【図８】図４に示す光変調部の平面図である。
【図９】図４に示す集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して垂直な方向から見た図）である。
【図１０】図４に示す集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１１】投影面と信号光の結像点との位置関係を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置が備える光変調部の平面図である。
【図１３】図１２に示す画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１４】図１２に示す画像表示装置における投影面での信号光の走査軌跡を模式的に示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【図１９】本発明の第７実施形態に係る画像表示装置（ヘッドアップディスプレイ）の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の画像表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置（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は、図１に示すヘッドマウントディスプレイの斜視図である。図３は、図１に示すヘッドマウントディスプレイが備える画像表示ユニットの概略構成図である。図４は、図３に示す映像光生成部の概略構成図である。図５は、図４に示す光スキャナーの平面図である。
【００２６】
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頭部装着型画像表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）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。
【００２７】
この画像表示装置１は、図１に示すように、使用者の頭部Ｈに装着されるフレーム２と、そのフレーム２を装着した使用者に視認させる画像を表示する画像表示ユニット３と、フレーム２に対して画像表示ユニット３を固定する固定部４と、を有する。
【００２８】
ここで、画像表示装置１は、いわゆる単眼型のヘッドマウントディスプレイであり、画像表示ユニット３が使用者の片側（図１では左側）の眼ＥＹに対して映像光を照射して画像を表示する。なお、画像表示ユニット３は、使用者の右側の眼ＥＹに対して画像表示を行うようにフレーム２に対して固定部４を介して固定されていてもよい。また、画像表示ユニット３および固定部４は、使用者の左側の眼ＥＹに対して画像表示を行う状態と右側の眼ＥＹに対して画像表示を行う状態とを切換可能に構成されていてもよい。また、使用者の両側の眼ＥＹに対して同時に画像表示を行うように１つのフレーム２に対して２組の画像表示ユニット３および固定部４が設けられていてもよい。
【００２９】
以下、画像表示装置１の各部を順次簡単に説明する。
［フレーム］
フレーム２は、固定部４を介して画像表示ユニット３を支持する機能を有する。このフレーム２は、図１および図２に示すように、眼鏡フレームのような形状をなしている。このフレーム２は、長手形状をなしているフロント部２１と、フロント部２１の長手方向での両端部に接続されている１対のテンプル部２２と、フロント部２１の長手方向での中央部に設けられているノーズパッド部２３と、を有する。
【００３０】
このフレーム２は、図１に示すように、使用時に使用者の両側の耳ＥＡ上に１対のテンプル部２２が接触するとともに使用者の鼻ＮＳ上にノーズパッド部２３が接触した状態で使用者の頭部Ｈに装着される。
【００３１】
また、フレーム２の構成材料としては、特に限定されず、公知の眼鏡フレームの構成材料と同様のものを用いることができ、例えば、樹脂材料、金属材料、繊維強化プラスチック等が挙げられる。
【００３２】
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。また、フレーム２として、既製の眼鏡やサングラス等を用いてもよい。
このようなフレーム２には、固定部４を介して画像表示ユニット３が固定されている。
【００３３】
［固定部］
図１および図２に示すように、固定部４は、画像表示ユニット３をフレーム２に対して固定する機能を有する。なお、固定部４の形状は、画像表示ユニット３をフレーム２に対して固定することができれば、図示のものに限定されるわけではない。また、固定部４は、フレーム２および画像表示ユニット３の少なくとも一方に対して、接着剤等によって固定されていてもよいし、磁力を用いた方法、クリップを用いた方法等により着脱可能になっていてもよい。また、固定部４がフレーム２および画像表示ユニット３の少なくとも一方と一体で形成されていてもよい。
【００３４】
［画像表示ユニット］
画像表示ユニット３は、使用者の眼ＥＹに対して映像光を照射して画像を表示する機能を有する。この画像表示ユニット３は、図３に示すように、ケーシング３１１および光透過部３１２を有する外装部３１と、外装部３１内に設けられている映像光生成部３０および光学系３９と、を有する。以下、画像表示ユニット３の各部を順次簡単に説明する。
【００３５】
−外装部−
外装部３１は、ケーシング３１１と、ケーシング３１１に支持されている光透過部３１２と、を有する。
【００３６】
ケーシング３１１は、画像表示ユニット３がフレーム２に対して固定部４を介して固定されている状態において、前述したフレーム２のフロント部２１と一方のテンプル部２２との間を跨いでこれらに沿うように延びている形状（長尺形状）をなしている。また、ケーシング３１１の一端部は、開口しており、この開口を塞ぐように光透過部３１２が設けられている。ケーシング３１１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、樹脂材料、金属材料等が挙げられる。なお、ケーシング３１１の外形は、一例であり、これに限定されず、例えば、ブロック形状、偏平形状等をなしていてもよい。
【００３７】
光透過部３１２は、主に無色透明の材料（樹脂材料、ガラス材料等）を用いて構成されており、後述する光学系３９の反射部３９２が設けられている。
【００３８】
−映像光生成部−
映像光生成部３０は、前述した外装部３１のケーシング３１１内に設けられている。映像光生成部３０は、図４に示すように、映像信号（画像情報）に応じて強度変調された信号光ＬＬ１（変調光）を生成する信号光生成部３２と、信号光生成部３２からの信号光ＬＬ１が入射するレンズ３４と、レンズ３４を通過した信号光ＬＬ１を走査する光走査部３５と、光走査部３５の駆動に用いる水平走査駆動信号および垂直走査駆動信号を生成する駆動信号生成部３６と、駆動信号生成部３６からの２つの信号を重畳する信号重畳部３７と、信号光生成部３２および駆動信号生成部３６を制御する制御部３８と、を有する。
【００３９】
（信号光生成部）
信号光生成部３２は、互いに波長の異なる光を出射する複数の光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ（光源部）と、複数の駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂと、複数のレンズ３２３Ｒ、３２３Ｇ、３２３Ｂと、光変調部３３と、を有する。
【００４０】
光源３２１Ｒ（第２光源）は、赤色光（第２光）を出射する機能を有し、光源３２１Ｇ（第１光源）は、緑色光（第１光）を出射する機能を有し、光源３２１Ｂ（第３光源）は、青色光（第３光）を出射する機能を有する。このような３色の光を用いることにより、表示画像の色再現範囲を拡大し、フルカラーの画像を表示することができる。光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂは、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等を用いることができる。このような光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂは、それぞれ、駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂに電気的に接続されている。
【００４１】
駆動回路３２２Ｒは、前述した光源３２１Ｒを駆動する機能を有し、駆動回路３２２Ｇは、前述した光源３２１Ｇを駆動する機能を有し、駆動回路３２２Ｂは、前述した光源３２１Ｂを駆動する機能を有する。このような駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂにより駆動された光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂから出射された３つ（３色）の光は、それぞれ、レンズ３２３Ｒ、３２３Ｇ、３２３Ｂを介して、光変調部３３に入射する。
【００４２】
レンズ３２３Ｒ、３２３Ｇ、３２３Ｂは、それぞれ、集光レンズである。レンズ３２３Ｒ、３２３Ｇ、３２３Ｂは、それぞれ、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂから出射された光の径を調整して当該光を光変調部３３に入射させる機能（カップリング機能）を有する。なお、レンズ３２３Ｒ、３２３Ｇ、３２３Ｂは、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂから出射された光を平行光としてもよい。
【００４３】
光変調部３３は、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂから出射された光をそれぞれ独立に強度変調する機能を有する。これにより、映像信号に応じて強度変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢからなる信号光ＬＬ１を生成することができる。なお、光変調部３３については、後に詳述する。
このような信号光生成部３２で生成した信号光ＬＬ１は、レンズ３４に入射する。
【００４４】
（レンズ）
レンズ３４は、信号光ＬＬ１の放射角度を調整する機能を有する。すなわち、レンズ３４は、光変調部３３によって変調された信号光ＬＬ１を集光する集光レンズである。このレンズ３４は、例えば、コリメートレンズである。ここで、信号光ＬＬ１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの中心軸が互いにずれた状態の光の束である。そして、この信号光ＬＬ１がレンズ３４を通過する際、赤色光ＬＲの中心軸が緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの中心軸よりもレンズ３４の中心側を通る。これにより、レンズ３４の収差に起因する画質の低下を低減することができる。なお、この点については、光変調部３３の説明とともに後に詳述する。
このようなレンズ３４を通過した信号光ＬＬ１は、光走査部３５に入射する。
【００４５】
（光走査部）
光走査部３５は、光スキャナーであって、信号光生成部３２からの信号光ＬＬ１を２次元的に走査することにより、映像光ＬＬ２（走査光）を生成する機能を有する。この光走査部３５は、図５に示すように、可動ミラー部３５１と、２つの軸部３５２と、枠体部３５３と、２つの軸部３５４と、支持部３５５と、磁石３５６と、コイル３５７と、を備える。
【００４６】
ここで、可動ミラー部３５１および２つの軸部３５２は、可動ミラー部３５１を「第１質量」、２つの軸部３５２を「第１バネ」として軸線ａ１まわりに捩り振動する「第１振動系」を構成している。また、可動ミラー部３５１、２つの軸部３５２、枠体部３５３、２つの軸部３５４および磁石３５６は、可動ミラー部３５１、２つの軸部３５２、枠体部３５３および磁石３５６を「第２質量」、２つの軸部３５４を「第２バネ」として軸線ａ１に直交する軸線ａ２まわりに捩り振動する「第２振動系」を構成している。
【００４７】
可動ミラー部３５１は、基部３５１１と、スペーサー３５１２を介して基部３５１１に固定された光反射板３５１３と、を有する。基部３５１１、スペーサー３５１２および光反射板３５１３は、例えばシリコン材料で構成されている。そして、基部３５１１は、軸部３５２、枠体部３５３、軸部３５４および支持部３５５と一体的に形成されている。また、基部３５１１、スペーサー３５１２および光反射板３５１３の各間は、例えば、接着剤、ろう材等の接合材を用いた方法または固体接合法等により接合されている。なお、スペーサー３５１２および光反射板３５１３は、ガラス材料で構成されていてもよいし、これらが一体で構成されていてもよい。
【００４８】
この光反射板３５１３の基部３５１１とは反対側の面には、光反射性を有する光反射部（図示せず）が設けられている。また、可動ミラー部３５１の基部３５１１は、基部３５１１の厚さ方向から見た平面視で、枠状の枠体部３５３に囲まれている。
【００４９】
そして、基部３５１１は、２つの軸部３５２を介して枠体部３５３に軸線ａ１まわりに揺動可能に支持されている。また、枠体部３５３は、２つの軸部３５４を介して支持部３５５に軸線ａ１に直交する軸線ａ２まわりに揺動可能に支持されている。また、図示しないが、軸部３５２および軸部３５４のうちの少なくとも一方の軸部には、例えばピエゾ抵抗素子のような角度検出センサーが設けられている。この角度検出センサーは、可動ミラー部３５１の軸線ａ１、ａ２まわりの揺動角度に応じた信号を出力する。この出力は、図示しないケーブルを介して、制御部３８に入力される。
【００５０】
また、前述した枠体部３５３の光反射板３５１３とは反対側の面には、磁石３５６が接着剤等により接合されている。また、磁石３５６は、軸線ａ１および軸線ａ２に対して傾斜する方向に沿って延びる長手形状をなしている。この磁石３５６としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等を好適に用いることができる。
【００５１】
このような磁石３５６の直下には、コイル３５７が設けられている。このコイル３５７には、信号重畳部３７を介して、駆動信号生成部３６が電気的に接続されている。これにより、駆動信号生成部３６で生成した水平走査駆動信号および垂直走査駆動信号が信号重畳部３７で重畳されてコイル３５７に入力される。
【００５２】
（駆動信号生成部）
駆動信号生成部３６は、光走査部３５の水平走査に用いる水平走査駆動信号を生成する駆動回路３６１と、光走査部３５の垂直走査に用いる垂直走査駆動信号を生成する駆動回路３６２と、を有する。ここで、水平走査駆動信号および垂直走査駆動信号は、それぞれ、互いに異なる周期で電圧が変化する信号である。より具体的には、例えば、水平走査駆動信号の周波数は、前述した光走査部３５の第１振動系の捩り共振周波数と等しく設定されており、垂直走査駆動信号の周波数は、第２振動系の捩り共振周波数と異なる値に、かつ、水平走査駆動信号の周波数よりも小さくなるように設定されている（例えば、水平走査駆動信号の周波数が１８ｋＨｚ程度、垂直走査駆動信号の周波数が６０Ｈｚ程度に設定されている）。
【００５３】
（信号重畳部）
信号重畳部３７は、前述した水平走査駆動信号と垂直走査駆動信号とを重畳する加算器（図示せず）を有し、その重畳した電圧を光走査部３５のコイル３５７に印加する。このように水平走査駆動信号および垂直走査駆動信号を重畳した駆動信号がコイル３５７に入力されると、可動ミラー部３５１が、水平走査駆動信号の周波数で軸線ａ１まわりに揺動するとともに垂直走査駆動信号の周波数で軸線ａ２まわりに揺動する。
【００５４】
（制御部）
制御部３８は、映像信号（画像信号）に基づいて、信号光生成部３２の駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂ、駆動信号生成部３６の駆動回路３６１、３６２および光変調部３３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３２が画像情報に応じて変調された信号光ＬＬ１を生成するとともに、駆動信号生成部３６が画像情報に応じた水平走査駆動信号および垂直走査駆動信号を生成する。特に、制御部３８は、映像信号（画像信号）に基づいて、光変調部３３の駆動を制御する機能を有する。これにより、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで光の強度変調を行わなくても、光変調部３３で光の強度変調を行うことができる。また、制御部３８は、光走査部３５に設けられた角度検出センサー（図示せず）の検出結果に基づいて、駆動信号生成部３６を制御する機能を有する。
【００５５】
以上説明したように構成された映像光生成部３０で生成された映像光ＬＬ２（所定時間幅での信号光ＬＬ１の束）は、図３に示すように、光学系３９に入射する。
【００５６】
−光学系−
光学系３９は、映像光生成部３０からの映像光ＬＬ２を使用時の使用者の眼ＥＹに導く機能を有する。この光学系３９は、前述した外装部３１のケーシング３１１内に設けられているミラー３９１と、外装部３１の光透過部３１２に設けられている反射部３９２と、を有する。
【００５７】
ミラー３９１は、映像光生成部３０からの映像光ＬＬ２を反射部３９２に向けて反射する機能を有する。このミラー３９１は、例えば、金属薄膜や誘電体多層膜を用いたものであってもよいし、ホログラム素子を用いたものであってもよい。ホログラム素子を用いた場合、ミラー３９１の配置の自由度を高めることができる。
【００５８】
反射部３９２は、光走査部３５からの映像光ＬＬ２を使用者の眼ＥＹに向けて反射する機能と、使用者の眼ＥＹに向かって外界光を透過させる機能と、を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、映像光ＬＬ２により形成された画像（虚像）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。この反射部３９２は、例えば、ホログラム素子、金属薄膜または誘電体多層膜で構成された光透過反射膜を有して構成されている。
【００５９】
なお、前述した光学系３９の構成は、一例であり、映像光生成部３０の配置やケーシング３１１の形状等に応じて決められるものであり、これに限定されるものではなく、例えば、レンズ等の他の光学素子を有していてもよいし、ミラーの数も任意である。また、光学系３９は、光導波路や光ファイバーを有して構成されていてもよい。また、映像光生成部３０の配置や構成等によっては、ミラー３９１を省略することができる。
【００６０】
以上、画像表示装置１の構成を簡単に説明した。以上説明したような画像表示装置１では、前述したように、信号光生成部３２から出射された信号光ＬＬ１を、互いに直交する軸線ａ１、ａ２まわりに揺動する可動ミラー部３５１を有する光走査部３５で走査することにより、映像光ＬＬ２を生成する。このとき、信号光生成部３２は、可動ミラー部３５１が軸線ａ１まわりの一方側へ揺動する際に信号光ＬＬ１を出射し、他方側へ揺動する際には信号光を射出しない。このため、光走査部３５では、可動ミラー部３５１が軸線ａ１まわりの一方側へ揺動する際に信号光ＬＬ１を走査し、他方側へ揺動する際には信号光ＬＬ１を走査しない。このようにして生成される映像光ＬＬ２を形成する信号光ＬＬ１の赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、それぞれ、結像面（投影面）で結像する。ここで、「結像面」とは、画像表示装置１によって画像が形成される面であり、言い換えれば、光走査部３５で走査された信号光ＬＬ１が像を結ぶ（形成する）面である。本実施形態では、使用者の眼ＥＹの網膜ＲＥ上に「結像面」が形成される。
【００６１】
図６は、図１に示す画像表示装置における投影面での信号光の走査軌跡を模式的に示す図である。
【００６２】
光走査部３５で走査される信号光ＬＬ１の赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、それぞれ、結像面において、図６に示すように、第１方向（水平方向）の往路または復路のいずれかのみで走査された走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢを形成する。なお、以下では、結像面において第１方向に対して直交する第２方向（垂直方法）に等間隔に並ぶ線を「走査線ＬＳ」といい、この走査線ＬＳ上に各走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが形成されるものとする。また、複数の走査線ＬＳを、上側から順に、ＬＳ１（１番目の走査線）、ＬＳ２（２番目の走査線）、ＬＳ３（３番目の走査線）…、とする。なお、本実施形態では、使用者が画像を視認する領域である画像表示領域Ｓにおいて、走査線ＬＳは画像表示のための水平走査線に対応している。また、図６では、ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３…のうち、番号のみを走査線ＬＳの左端に示し、その番号の走査線ＬＳに形成される走査軌跡の記号を走査線ＬＳの右端に示している。
【００６３】
図６に示すように、青色光ＬＢの走査軌跡ＴＢは、走査線ＬＳ１、ＬＳ４、ＬＳ７…、上に位置し、緑色光ＬＧの走査軌跡ＴＧは、走査線ＬＳ２、ＬＳ５、ＬＳ８…、上に位置し、赤色光ＬＲの走査軌跡ＴＲは、走査線ＬＳ３、ＬＳ６、ＬＳ９…、上に位置している。すなわち、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、それぞれ、３本の走査線ＬＳごとに走査されており、走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢは、互いに重なり合うことなく、走査線ＬＳ１から順に繰り返し配置されている。また、ある時刻における赤色光ＬＲの照射点、緑色光ＬＧの照射点および青色光ＬＢの照射点は、図６に３つの点として示すように、第２方向に並んで配置されているとともに、この位置関係を保ったまま、第１方向および第２方向に走査される。なお、赤色光ＬＲの照射点、緑色光ＬＧの照射点および青色光ＬＢの照射点は、必ずしも第２方向に並んでいる必要はなく、それぞれの走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが第２方向に並ぶように配置されていればよい。例えば、各照射点は、第１方向と交差する方向に配列されていればよい。また、走査線ＬＳは、互いに交差することがないし、第１方向のどの部分（中央部や両端部）においても第２方向に等間隔に配置されている。そのため、画素密度が均一で、輝度ムラの少ない画像を表示することができる。
【００６４】
このようにして画像表示領域Ｓに走査軌跡ＴＲ、走査軌跡ＴＧおよび走査軌跡ＴＢが配置されることにより、使用者は、眼ＥＹの残像現象によって２次元の画像を認識することができる。そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢが互いに独立に明滅することによって、認識される２次元の画像は、画像情報に応じた色や明るさを有するもの（例えばフルカラーの画像）となる。
【００６５】
また、各走査線ＬＳの両端部は中央部と比較して走査速度が遅く垂直方向（第２方向）の歪みが大きいため、画像表示領域Ｓとして使用しない方が好ましい。画像表示領域Ｓを図６に示すように設定することで、より均質で高精度の画像を表示することができる。また、本実施形態では、走査線ＬＳが水平方向（第１方向）に対して傾斜して延びているが、例えば、光走査部３５を若干傾けて配置することにより、走査線ＬＳと画像表示領域Ｓの額縁とが極力平行になるようにしてもよい。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】
以上説明したような画像表示装置１は、前述したように、映像信号に基づいて、信号光生成部３２が有する光変調部３３が光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂからの光をそれぞれ独立に強度変調する。そして、光変調部３３から出射した光は、レンズ３４を介して光走査部３５に入射する。以下、光変調部３３について詳述する。
【００６７】
（光変調部の詳細な説明）
図７は、図４に示す光変調部の斜視図である。図８は、図４に示す光変調部の平面図である。図９は、図４に示す集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して垂直な方向から見た図）である。図１０は、図４に示す集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。図１１は、投影面と信号光の結像点との位置関係を示す図である。
【００６８】
なお、図７〜図１０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「＋」、基端側を「−」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。
【００６９】
光変調部３３は、いわゆるマッハツェンダー型の光変調器であり、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂから出射された光をそれぞれ独立に強度変調する。この光変調部３３は、基板３３１と、基板３３１に形成された光導波路３３２Ｒ（第２光導波路）、３３２Ｇ（第１光導波路）、３３２Ｂ（第３光導波路）と、基板３３１上に設けられた電極３３３Ｒ（第２電極）、３３３Ｇ（第１電極）、３３３Ｂ（第３電極）と、基板３３１と電極３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂとの間に介挿されたバッファー層３３４と、を備えている。
【００７０】
基板３３１は、平面視で長方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。なお、各図では、基板３３１の短辺に平行な方向をｘ軸方向とし、基板３３１の長辺に平行な方向をｙ軸方向とし、基板３３１の厚さ方向をｚ軸方向としている。
【００７１】
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）、リン酸チタン酸カリウム（ＫＴｉＯＰＯ４）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、トリシアノフラン（ＴＣＦ）をアクセプターとしてドープした材料のような有機系材料等が挙げられる。
【００７２】
このうち、基板３３１の構成材料としては、特にニオブ酸リチウムが好ましく用いられる。ニオブ酸リチウムは、電気光学係数が比較的大きいので、光変調部３３において光の強度を変調する際、駆動電圧を低くすることができ、また、光変調部３３の小型化が図られる。
【００７３】
また、基板３３１の材料は、単結晶または固溶体結晶であるのが好ましい。これにより、基板３３１の透光性を優れたものとし、基板３３１中に形成される光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂの光伝送効率を高めることができる。
【００７４】
光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂは、互いに光学的に独立して設けられている。光導波路３３２Ｒには赤色光ＬＲが入射され、光導波路３３２Ｇには緑色光ＬＧが入射され、光導波路３３２Ｂには青色光ＬＢが入射される。本実施形態では、−ｘ軸方向側から＋ｘ軸方向側に向かって、光導波路３３２Ｒ、光導波路３３２Ｇおよび光導波路３３２Ｂがこの順で並んでいる。
【００７５】
また、光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂは、基板３３１の一部を改質して形成された導光路である。基板３３１中に光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂ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３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂ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。このような方法で形成された光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂは、それぞれ、基板３３１のうち相対的に屈折率が高いコア部と、コア部に隣接し相対的に屈折率が低いクラッド部と、で構成される。なお、本明細書では、説明の便宜上、コア部のみを指して「光導波路」ということもある。また、光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂは、基板３３１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。
【００７６】
光導波路３３２Ｒは、赤色光ＬＲが入射される入射部３３２１Ｒと、入射部３３２１Ｒからの赤色光ＬＲを２つに分岐する変調用分岐部３３２２Ｒと、変調用分岐部３３２２Ｒからの２つの赤色光ＬＲを伝搬させる２本の直線状の変調用直線部３３２３Ｒと、２本の変調用直線部３３２３Ｒからの赤色光ＬＲを合流させる変調用合流部３３２４Ｒと、変調用合流部３３２４Ｒで合流した赤色光ＬＲを伝搬させる連結部３３２５Ｒと、連結部３３２５Ｒからの赤色光ＬＲを出射する出射部３３２６Ｒと、を含んでいる。同様に、光導波路３３２Ｇは、入射部３３２１Ｇと、変調用分岐部３３２２Ｇと、２本の変調用直線部３３２３Ｇと、変調用合流部３３２４Ｇと、連結部３３２５Ｇと、出射部３３２６Ｇと、を含んでいる。また、光導波路３３２Ｂは、入射部３３２１Ｂと、変調用分岐部３３２２Ｂと、２本の変調用直線部３３２３Ｂと、変調用合流部３３２４Ｂと、連結部３３２５Ｂと、出射部３３２６Ｂと、を含んでいる。
【００７７】
このように構成された光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂの出射部３３２６Ｒ、３３２６Ｇ、３３２６Ｂから出射される赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの光軸は、互いに非平行であってもよいが、互いに平行であることが好ましい。これにより、出射した赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを互いの離間距離を維持したまま光走査部３５で走査して結像面で結像させることができる。その結果、表示画像の高品位化を図ることができる。なお、ここで、「光軸が互いに平行」とは、光軸同士の角度ずれが０．１°以下の状態を指す。
【００７８】
以上説明したような基板３３１上には、バッファー層３３４を介して、前述した光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂに対応して、電極３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂがそれぞれ設けられている。
【００７９】
バッファー層３３４は、基板３３１と電極３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂとの間に設けられ、例えば酸化ケイ素、アルミナ等、光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂを導波する光の吸収が少ない媒質により構成される。
【００８０】
電極３３３Ｒは、基板３３１の平面視で２本の変調用直線部３３２３Ｒのうちの一方と重なるように配置されている信号電極３３３１Ｒと、２本の変調用直線部３３２３Ｒのうちの他方と重なるように配置されているグランド電極３３３２Ｒと、を含んでいる。同様に、電極３３３Ｇは、信号電極３３３１Ｇと、グランド電極３３３２Ｇと、を含んでいる。また、電極３３３Ｂは、信号電極３３３１Ｂと、グランド電極３３３２Ｂと、を含んでいる。なお、電極３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂの形状や配置は、基板３３１に含まれる結晶軸の方向等に応じて適宜設定され、図示したものに限定されない。例えば、電極３３３Ｒは、基板３３１の平面視において、光導波路３３２Ｒと重ならない位置に設けられていてもよい。
【００８１】
グランド電極３３３２Ｒ、３３３２Ｇ、３３３２Ｂは、それぞれ、電気的に接地されている。一方、信号電極３３３１Ｒ、３３３１Ｇ、３３３１Ｂには、グランド電極３３３２Ｒ、３３３２Ｇ、３３３２Ｂとの間に電位差が生じるように、電気信号に基づいた電位が与えられる。このようにして信号電極３３３１Ｒ、３３３１Ｇ、３３３１Ｂとグランド電極３３３２Ｒ、３３３２Ｇ、３３３２Ｂとの間に電位差（電圧）が生じると、それらの間に生じた電気力線が光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂの各コア部を貫く。この電気力線の向きは、例えば２本の変調用直線部３３２３Ｒのうちの一方と他方とで互いに逆になるため、２本の変調用直線部３３２３Ｒで生じる電気光学効果に基づく屈折率の変化の方向も互いに逆になる。したがって、一方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲと、他方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲとには、位相差が生じる。このようにして位相差が生じた２つの赤色光ＬＲが、変調用合流部３３２４Ｒにおいて合流させることにより、光変調部３３に入射する前の光強度（入射強度）に対して減衰した強度（出射強度）の光を外部へ出射することができる。緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢでも同様に、強度変調された光を外部へ出射することができる。
【００８２】
この際、信号電極３３３１Ｒ、３３３１Ｇ、３３３１Ｂとグランド電極３３３２Ｒ、３３３２Ｇ、３３３２Ｂとの間に生じる電位差をそれぞれ調整することにより、前述した位相差を制御することができる。このため、入射強度に対する変調幅を制御（入射光を任意の強度に変調）することができる。したがって、電極３３３Ｒは、赤色光ＬＲの強度を変調可能な変調部３３０Ｒ（第２光変調部）を構成し、電極３３３Ｇは、緑色光ＬＧの強度を変調可能な変調部３３０Ｇ（第１光変調部）を構成し、電極３３３Ｂは、青色光ＬＢの強度を変調可能な変調部３３０Ｂ（第３光変調部）を構成する。なお、変調部３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、それぞれ、対応する変調用直線部３３２３Ｒ、３３２３Ｇ、３３２３Ｂを含むと捉えることもできる。
【００８３】
より具体的に説明すると、例えば、一方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相と他方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相との差が、変調用合流部３３２４Ｒにおいて半波長分だけずれるように、電極３３３Ｒに印加する電圧を設定することにより、出射強度を実質的にゼロにすることができる。
【００８４】
また、一方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相と他方の変調用直線部３３２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相との差が、変調用合流部３３２４Ｒにおいて同じになるように、電極３３３Ｒに印加する電圧を設定することにより、出射強度を入射強度とほぼ同等にすることができる。
【００８５】
以上説明したように、光変調部３３では、基板３３１の電気光学効果による屈折率の変化を利用して、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを互いに独立して強度変調することができる。特に、光変調部３３は、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの外部において変調するため、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおいて直接変調させる場合に比べて、高速変調が可能になる。
【００８６】
また、画像表示装置１では、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを直接変調させる必要がないので、一定の強度の光が出射されるように光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを駆動すればよい。したがって、発光効率が高い条件または発光安定性や波長安定性が高い条件で光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを駆動することができ、画像表示装置１の低消費電力化または動作の安定化が図られる。また、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。しかも、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを直接変調するために必要な駆動回路が不要になり、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを連続駆動する回路は比較的簡単で低コストであることから、駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂにかかるコストの削減および駆動回路３２２Ｒ、３２２Ｇ、３２２Ｂの小型化を図ることができる。
【００８７】
また、前述したように信号光の波長安定性を高くすることができることから、前述した光学系３９の反射部３９２としてホログラム回折格子を用いた場合、設計波長に近い信号光をホログラム回折格子に入射させることができる。その結果、ホログラム回折格子における回折角の設計値からのずれを小さくすることができ、画像のボケを抑制することができる。
【００８８】
また、光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂが１つの基板３３１上に形成されている。このため、これらを互いに別の基板に形成した後、集約する場合に比べて、光変調部３３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３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂを一括して形成可能（モノリシック）になるため、光導波路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂの形成位置の精度を高めることができ、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの出射方向を高精度に合わせることができる。このため、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。
【００８９】
また、光変調部３３の変調方式がマッハツェンダー型であるため、光変調部３３の構造を比較的簡単なものとするとともに、光変調部３３の変調幅を任意に容易に調整することができる。変調幅を任意に調整することで、例えば表示画像の高コントラスト化を図ることができる。なお、光変調部３３の変調方式は、マッハツェンダー型の変調方式に限定されない。代替可能な変調方式としては、例えば、方向性結合型等が挙げられる。
【００９０】
出射部３３２６Ｒと出射部３３２６Ｇとの距離、および、出射部３３２６Ｇと出射部３３２６Ｂとの距離のそれぞれの距離である出射間隔Ｗ１は、入射部３３２１Ｒと入射部３３２１Ｇとの距離、および、入射部３３２１Ｇと入射部３３２１Ｂとの距離のそれぞれの距離である入射間隔Ｗ２よりも小さい。これにより、画像表示装置１の高解像度化と、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの容易な配置（光学系の容易な設計）とを両立させることができる。
【００９１】
ここで、連結部３３２５Ｒと連結部３３２５Ｇとの間隔、および、連結部３３２５Ｇおよび連結部３３２５Ｂの間隔が、それぞれ入射側から出射側に向かうにつれて徐々に狭まるようになっている。
【００９２】
また、変調部３３０Ｂの長手方向での長さをＬ１とし、変調部３３０Ｇの長手方向での長さをＬ２とし、変調部３３０Ｒの長手方向での長さをＬ３とし、基準線ＤＬ１と出射部３３２６Ｂとの距離をＳ１とし、基準線ＤＬ２と出射部３３２６Ｇとの距離をＳ２とし、基準線ＤＬ３と出射部３３２６Ｒとの距離をＳ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３という関係を満たす。このような関係を満たすことにより、光変調部３３は、隣り合う光導波路同士の間におけるクロストークの増大や、光導波路を曲げた部位における光損失の増大を抑制しつつ、小型化が容易に図られる。これにより、小型かつ軽量で、曲げ損失が少なく、かつ、出射間隔の十分に狭い光変調部３３が得られる。このような光変調部３３は、小型かつ軽量で、高解像度の画像を表示可能な画像表示装置１の実現に寄与する。
【００９３】
なお、「長さＬ１」は、変調部３３０Ｂにおいて変調に寄与している部分の長手方向（ｙ軸方向）における最大長さであり、具体的には、変調用分岐部３３２２Ｂの分岐点から変調用合流部３３２４Ｂの合流点までのｙ軸方向に沿う長さである。そして、長さＬ２、Ｌ３についても長さＬ１と同様にして定義される。また、「基準線ＤＬ１」は、変調部３３０Ｂの長手方向と平行で、かつ、変調部３３０Ｂと連結部３３２５Ｂとの接続部（変調用合流部３３２４Ｂの合流点）を通過する仮想直線である。そして、基準線ＤＬ２、ＤＬ３についても基準線ＤＬ１と同様にして定義される。また、「距離Ｓ１」は、基準線ＤＬ１と出射部３３２６Ｂとの距離（最短距離）である。そして、距離Ｓ２、Ｓ３についても距離Ｓ１と同様にして定義される。
【００９４】
以上説明したような光変調部３３で強度変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢからなる光の束である信号光ＬＬ１は、レンズ３４、光走査部３５および光学系３９を介して使用者の眼ＥＹに照射される。ここで、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢがレンズ３４を通過する際、図９に示すように、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲがこの順にｘ軸方向に並んでいて、緑色光ＬＧがレンズ３４の中心軸ａを通る。したがって、緑色光ＬＧの中心軸ａＧが赤色光ＬＲの中心軸ａＲおよび青色光ＬＢの中心軸ａＢよりもレンズ３４の中心側を通る。本実施形態では、図９および図１０に示すように緑色光ＬＧの中心軸ａＧがレンズ３４内で中心軸ａ（光軸）に一致（または交差）している。そして、赤色光ＬＲの中心軸ａＲがレンズ３４内で中心軸ａに対して一方側、青色光ＬＢの中心軸ａＢがレンズ３４内で中心軸ａに対して他方側にずれている。このように、人間の眼にとって解像力の優れる緑色光ＬＧがそれよりも解像力の劣る赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢよりもレンズ３４の中心側（すなわち、中心に近い位置）を通ることにより、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。
【００９５】
この効果について詳述すると、レンズ３４および光学系３９を含む光学系は、図１１に示すように、結像面となる網膜ＲＥ上において、緑色光ＬＧは結像点ｆＧの１点に集まりやすいのに対して、緑色光ＬＧよりも像高の高い赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢは収差により結像点ｆＢ、ｆＲがずれて１点に集まりづらい傾向となる。したがって、網膜ＲＥ上における緑色光ＬＧのスポット形状は極めて小さく円形に近い状態になるのに対して、網膜ＲＥ上における赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢのそれぞれのスポット形状は緑色光ＬＧのスポット形状に比べて大きくかつ歪んだ状態になる。
【００９６】
ここで、人間の眼は、波長ごとに光を感じ取る強さが異なり、赤色、緑色および青色のうち、緑色が最も感じ取る強さ（比視感度）が大きい。したがって、品質の高い緑色の画素を形成することが、画質を向上させる上で最も効率的である。一方、赤色および青色は、緑色に比べて比視感度が小さいため、赤色および青色の画素の品質が多少悪くなっても、緑色の画素の品質に比べて、画質に与える影響が小さいと言える。
【００９７】
このようなことから、網膜ＲＥ上における緑色光ＬＧのスポット形状を赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢのスポット形状よりも優先して小さく円形に近い状態とし、品質の高い緑色の画素を形成することで、高品質な画像を形成することができる。
【００９８】
これに対し、仮に、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢがレンズ３４を通過する際、緑色光ＬＧの中心軸ａＧが赤色光ＬＲの中心軸ａＲまたは青色光ＬＢの中心軸ａＢよりもレンズ３４の外周側を通る場合、網膜ＲＥ上における赤色光ＬＲまたは青色光ＬＢのスポット形状は小さく円形に近い状態になるものの、網膜ＲＥ上における緑色光ＬＧのスポット形状が赤色光ＬＲまたは青色光ＬＢのスポット形状に比べて大きくかつ歪んだ状態となる。そのため、比視感度が大きい緑色の画素の品質が低下し、その影響が画質の低下に大きく影響して、高画質な表示画像を実現することができない。
【００９９】
以上説明したような画像表示装置１によれば、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを直接変調しなくても、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの外部にある光変調部３３で光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂからの光を変調することができる。そのため、光源３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを直接変調することに起因する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの周波数シフトを低減し、その結果、表示画像の色調ずれを低減して、高品位な表示画像を得ることができる。また、緑色光ＬＧの中心軸ａＧが赤色光ＬＲの中心軸ａＲおよび青色光ＬＢの中心軸ａＢよりもレンズ３４の中心側を通ることにより、比視感度の高い緑色光ＬＧの画素の品位を、相対的に比視感度の低い赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢの画素の品位よりも優先して高めることができる。その結果、この点でも、高品位な表示画像を実現することができる。このようなことから、高品位な画像をフルカラーで表示可能なヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
【０１００】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１０１】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置が備える光変調部の平面図である。図１３は、図１２に示す画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。図１４は、図１２に示す画像表示装置における投影面での信号光の走査軌跡を模式的に示す図である。
本実施形態は、光変調部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１０２】
なお、以下、第２実施形態について、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。
【０１０３】
本実施形態の画像表示装置は、前述した第１実施形態の光変調部３３に代えて、図１２に示す光変調部３３Ａを備えている以外は、第１実施形態の画像表示装置１と同様である。
【０１０４】
光変調部３３Ａでは、図１２に示すように、赤色光ＬＲを伝搬させる光導波路３３２Ｒが、入射部３３２１Ｒからの赤色光ＬＲを２つに分岐する分配用分岐部３３２７Ｒを有し、この分配用分岐部３３２７Ｒからの２つの赤色光ＬＲをそれぞれ変調用分岐部３３２２Ｒでさらに２つに分岐する。そして、変調用分岐部３３２２Ｒには、前述した第１実施形態の変調用分岐部３３２２Ｒと同様、２本の変調用直線部３３２３Ｒ、変調用合流部３３２４Ｒ、連結部３３２５Ｒおよび出射部３３２６Ｒがこの順に接続されている。
【０１０５】
すなわち、本実施形態に係る光導波路３３２Ｒは、入射部３３２１Ｒから延びている主線３３２０Ｒと、分配用分岐部３３２７Ｒにおいて主線３３２０Ｒから分岐された２つの支線３３２０Ｒａおよび３３２０Ｒｂとを有する。支線３３２０Ｒａおよび３３２０Ｒｂのそれぞれは、変調用分岐部３３２２Ｒ、２本の変調用直線部３３２３Ｒ、変調用合流部３３２４Ｒ、連結部３３２５Ｒおよび出射部３３２６Ｒ（出射部３３２６Ｒａまたは出射部３３２６Ｒｂ）を含む。
【０１０６】
このような光導波路３３２Ｒでは、光導波路３３２Ｒに入射された赤色光ＬＲは、分配用分岐部３３２７Ｒにおいて２つに分配され、最終的に２つの光束（赤色光ＬＲ１、ＬＲ２）として出射する。その際、支線３３２０Ｒａおよび支線３３２０Ｒｂのそれぞれにおいて、赤色光ＬＲを互いに独立して変調することができる。なお、図１２では、説明の便宜上、変調部３３０Ｒの位置のみを示し、電極３３３Ｒの図示を省略している。
【０１０７】
同様に、本実施形態に係る光導波路３３２Ｇは、入射部３３２１Ｇから延びている主線３３２０Ｇと、分配用分岐部３３２７Ｇにおいて主線３３２０Ｇから分岐された２つの支線３３２０Ｇａおよび３３２０Ｇｂとを有する。支線３３２０Ｇａおよび３３２０Ｇｂのそれぞれは、変調用分岐部３３２２Ｇ、２本の変調用直線部３３２３Ｇ、変調用合流部３３２４Ｇ、連結部３３２５Ｇおよび出射部３３２６Ｇ（出射部３３２６Ｇａまたは出射部３３２６Ｇｂ）を含む。また、本実施形態に係る光導波路３３２Ｂは、入射部３３２１Ｂから延びている主線３３２０Ｂと、分配用分岐部３３２７Ｂにおいて主線３３２０Ｂから分岐された２つに分岐の支線３３２０Ｂａおよび３３２０Ｂｂとを有する。支線３３２０Ｂａおよび３３２０Ｂｂのそれぞれは、変調用分岐部３３２２Ｂ、２本の変調用直線部３３２３Ｂ、変調用合流部３３２４Ｂ、連結部３３２５Ｂおよび出射部３３２６Ｂ（出射部３３２６Ｂａまたは出射部３３２６Ｂｂ）を含む。
【０１０８】
以上説明したような光変調部３３Ａで強度変調された２つの赤色光（光線）ＬＲ１、ＬＲ２（第２光）、２つの緑色光（光線）ＬＧ１、ＬＧ２（第１光）および２つの青色光（光線）ＬＢ１、ＬＢ２（第３光）からなる光束は、レンズ３４に入射する。ここで、かかる光束がレンズ３４を通過する際、図１３に示すように、青色光ＬＢ１、青色光ＬＢ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、赤色光ＬＲ１および赤色光ＬＲ２がこの順にｘ軸方向に並んでいて、緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束（第１光）がレンズ３４の中心軸ａを通る。したがって、緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束（第１光）の中心軸ａＧが、赤色光ＬＲ１および赤色光ＬＲ２からなる光束（第２光）の中心軸ａＲ、および、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２からなる光束（第３光）の中心軸ａＢよりもレンズ３４の中心側を通る。なお、「中心軸ａＧ」は、第１光（光束）を構成する複数の光（光線）のうちの最も外側に位置する光の中心軸同士の間の中間に位置する線分であり、本実施形態では、緑色光ＬＧ１の中心軸と緑色光ＬＧ２の中心軸との間の中間に位置する線分である。また、中心軸ａＲ、ａＢについても、中心軸ａＧと同様にして定義される。
【０１０９】
本実施形態では、緑色光ＬＧ１、ＬＧ２の中心軸ａＧがレンズ３４内で中心軸ａ（光軸）に一致（または交差）している。したがって、レンズ３４の中心軸ａは、緑色光ＬＧ１と緑色光ＬＧ２との間に位置している。このように、２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２を用いる場合においても、人間の眼にとって解像力の優れる緑色光ＬＧ１、ＬＧ２がそれよりも解像力の劣る赤色光ＬＲ１、ＬＲ２および青色光ＬＢ１、ＬＢ２よりもレンズ３４の中心側を通ることにより、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。
【０１１０】
以上のようにしてレンズ３４を通過した２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２からなる光の束は、光走査部３５で走査される。
【０１１１】
ある時刻における結像面（投影面）での青色光ＬＢ１の照射点、青色光ＬＢ２の照射点、緑色光ＬＧ１の照射点、緑色光ＬＧ２の照射点、赤色光ＬＲ１の照射点、および、赤色光ＬＲ２の照射点は、図１４にて６つの点として示すように、第２方向に並んで配置されているとともに、この位置関係を保ったまま、第１方向および第２方向に走査される。これにより、青色光ＬＢ１の走査軌跡ＴＢ１、青色光ＬＢ２の走査軌跡ＴＢ２、緑色光ＬＧ１の走査軌跡ＴＧ１、緑色光ＬＧ２の走査軌跡ＴＧ２、赤色光ＬＲ１の走査軌跡ＴＲ１および赤色光ＬＲ２の走査軌跡ＴＲ２が、それぞれ形成される。
【０１１２】
走査軌跡ＴＢ１は走査線ＬＳ１上に形成され、走査軌跡ＴＢ２は走査線ＬＳ２上に形成され、走査軌跡ＴＧ１は走査線ＬＳ３上に形成され、走査軌跡ＴＧ２は走査線ＬＳ４上に形成され、走査軌跡ＴＲ１は走査線ＬＳ５上に形成され、走査軌跡ＴＲ２は走査線ＬＳ６上に形成される。これを１回目の走査とする。
【０１１３】
その後、赤色光ＬＲ１、赤色光ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２の各照射点を第２方向（図１４の下方）にずらした後、２回目の走査を行う。このとき、走査線ＬＳの２本分だけずらすことにより、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ１上に走査軌跡ＴＧ１が形成され、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ２上に走査軌跡ＴＧ２が形成される。これにより、走査線ＬＳ５上においては、走査軌跡ＴＲ１と走査軌跡ＴＧ１とが重なり合い、赤色光ＬＲ１と緑色光ＬＧ１とが合成された色を呈する。また、走査線ＬＳ６上においては、走査軌跡ＴＲ２と走査軌跡ＴＧ２とが重なり合い、赤色光ＬＲ２と緑色光ＬＧ２とが合成された色を呈する。
【０１１４】
さらにその後、赤色光ＬＲ１、赤色光ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２の各照射点をさらに第２方向（図１４の下方）にずらした後、３回目の走査を行う。このとき、走査線ＬＳの２本分だけずらすことにより、走査線ＬＳ５上では、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ１と２回目の走査における走査軌跡ＴＧ１に加え、３回目の走査における走査軌跡ＴＢ１が重なり合う。これにより、赤色光ＬＲ１と緑色光ＬＧ１と青色光ＬＢ１とが合成された色を呈する。また、走査線ＬＳ６上では、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ２と２回目の走査における走査軌跡ＴＧ２に加え、３回目の走査における走査軌跡ＴＢ２が重なり合う。これにより、赤色光ＬＲ２と緑色光ＬＧ２と青色光ＬＢ２とが合成された色を呈する。
【０１１５】
なお、図１４では、走査軌跡の記号を走査線ＬＳの右側に示している。また、同一の走査線ＬＳ上に走査軌跡同士が重なっている場合には、複数の走査軌跡の記号を併記している。
【０１１６】
以上のような走査をさらに４回目、５回目…と繰り返すことにより、走査線ＬＳ５以降の走査線ＬＳでは、３色の光を重ねることができるので、各色の光を互いに独立して明滅させることにより、光の３原色を組み合わせた任意の色や明るさを表現することができる。したがって、本実施形態では、使用者が画像を視認する画像表示領域Ｓを、走査線ＬＳ５以降の走査線ＬＳが含まれるように設定すればよい。換言すれば、走査線ＬＳ１〜ＬＳ４が含まれる領域は、任意の色や明るさの描画ができないので、画像表示領域Ｓから除外されるのが好ましく、その場合、使用者が視認することができない位置に走査線ＬＳ１〜ＬＳ４が形成されるようにするのが好ましい。
【０１１７】
このように２組の赤色光、緑色光および青色光の光束を用いて描画することにより、光束が１組の赤色光、緑色光および青色光からなる場合と比較して、光走査部３５の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳを増やすことができる。したがって、光走査部３５の構造上、駆動周波数を高めることが難しい場合であっても、光走査部３５の構造に影響されることなく、容易に高解像度の画像を表示することができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る光変調部３３Ａによれば、出射間隔Ｗ１を十分に狭めることができる。このため、画像表示領域Ｓから除外される領域が生じたとしても、その面積（幅）を十分に狭くすることができる。
【０１１９】
なお、本実施形態に係る画像表示装置では、出射間隔Ｗ１を狭めることにより、例えば、赤色光ＬＲ１の照射点と赤色光ＬＲ２の照射点とを、互いに隣り合う走査線ＬＳ上に位置させることができるが、必ずしもこのように配置する必要はなく、赤色光ＬＲ１の照射点と赤色光ＬＲ２の照射点と、互いに隣り合わない走査線ＬＳ上に位置させるようにしてもよい。
【０１２０】
また、図１３に示す光変調部３３Ａにおいても、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３という関係を満たす。なお、本実施形態において、「基準線ＤＬ１」は、変調部３３０Ｂの長手方向と平行で、かつ、変調部３３０Ｂのｘ軸方向に沿う長さの中心点を通過する仮想直線である。変調部３３０Ｂのｘ軸方向に沿う長さの中心点とは、２つの変調用合流部３０２４Ｂ同士を結ぶ線分の中点に当たる。この中心点は、変調部３３０Ｂと連結部３３２５Ｂとの接続部とみなすことができる。そして、基準線ＤＬ２、ＤＬ３についても基準線ＤＬ１と同様にして定義される。また、「距離Ｓ１」は、出射部３３２６Ｂａと出射部３３２６Ｂｂとを結ぶ線分の中点と基準線ＤＬ１との最短距離である。換言すれば、出射部３３２６Ｂａと出射部３３２６Ｂｂとを結ぶ線分の中点を通り、基準線ＤＬ１と平行な直線を基準線ＣＬ１とするとき、距離Ｓ１は、基準線ＤＬ１と基準線ＣＬ１との距離に相当する。そして、距離Ｓ２、Ｓ３についても基準線ＣＬ２、ＣＬ３を用いて距離Ｓ１と同様にして定義される。
【０１２１】
以上説明したような本実施形態の画像表示装置によれば、２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２（第２光）、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２（第１光）および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２（第３光）を用いて画像を表示するため、表示画像の高解像度化を図ることができる。
【０１２２】
また、光変調部３３Ａが赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢをそれぞれ２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２に分岐して出射するため、光源の数を増やすことなく、装置の小型化を図りつつ、２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２を生成することができる。
【０１２３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１２４】
図１５は、本発明の第３実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【０１２５】
本実施形態は、光変調部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。また、本実施形態は、光変調部の設置姿勢およびこれ関する構成が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【０１２６】
なお、以下、第３実施形態について、前述した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。
【０１２７】
本実施形態の画像表示装置は、図示しないが、前述した第２実施形態の光変調部３３Ａの設置姿勢を光走査部３５に対してレンズ３４の中心軸ａまわりに９０°回転させた構成となっている。これにより、２つの赤色光（光線）ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光（光線）ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光（光線）ＬＢ１、ＬＢ２からなる光束がレンズ３４を通過する際、図１５に示すように、青色光ＬＢ１、青色光ＬＢ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、赤色光ＬＲ１および赤色光ＬＲ２がこの順にｚ軸方向に並んでいて、緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束がレンズ３４の中心軸ａを通る。したがって、緑色光ＬＧ１、ＬＧ２の中心軸ａＧ（緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束の中心軸）が赤色光ＬＲ１、ＬＲ２の中心軸ａＲ（赤色光ＬＲ１および赤色光ＬＲ２からなる光束の中心軸）および青色光ＬＢ１、ＬＢ２の中心軸ａＢ（青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２からなる光束の中心軸）よりもレンズ３４の中心側を通る。
【０１２８】
このような配置で赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および青色光ＬＢ１、ＬＢ２をレンズ３４に通過させる場合であっても、前述した第２実施形態と同様、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。
【０１２９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１３０】
図１６は、本発明の第４実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【０１３１】
本実施形態は、光変調部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。また、本実施形態は、光変調部の数およびこれに関する構成が異なる以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【０１３２】
なお、以下、第４実施形態について、前述した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。
【０１３３】
本実施形態の画像表示装置は、図示しないが、前述した第２実施形態の光変調部３３Ａをｚ軸方向に４つ重ねた構成の光変調部３３Ｂを備える。これにより、８つの赤色光（光線）ＬＲ１ａ、ＬＲ１ｂ、ＬＲ１ｃ、ＬＲ１ｄ、ＬＲ２ａ、ＬＲ２ｂ、ＬＲ２ｃ、ＬＲ２ｄ、８つの緑色光（光線）ＬＧ１ａ、ＬＧ１ｂ、ＬＧ１ｃ、ＬＧ１ｄ、ＬＧ２ａ、ＬＧ２ｂ、ＬＧ２ｃ、ＬＧ２ｄおよび８つの青色光（光線）ＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ、ＬＢ１ｄ、ＬＢ２ａ、ＬＢ２ｂ、ＬＢ２ｃ、ＬＢ２ｄからなる光束が信号光ＬＬ１としてレンズ３４を通過する。
【０１３４】
その際、図１６に示すように、青色光ＬＢ１ａ、青色光ＬＢ２ａ、緑色光ＬＧ１ａ、緑色光ＬＧ２ａ、赤色光ＬＲ１ａおよび赤色光ＬＲ２ａがこの順にｘ軸方向に並んでいる。同様に、青色光ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ、ＬＢ１ｄ、青色光ＬＢ２ｂ、ＬＢ２ｃ、ＬＢ２ｄ、緑色光ＬＧ１ｂ、ＬＧ１ｃ、ＬＧ１ｄ、緑色光ＬＧ２ｂ、ＬＧ２ｃ、ＬＧ２ｄ、赤色光ＬＲ１ｂ、ＬＲ１ｃ、ＬＲ１ｄおよび赤色光ＬＲ２ｂ、ＬＲ２ｃ、ＬＲ２ｄのぞれぞれもｘ軸方向に並んでいる。また、４つの青色光ＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ、ＬＢ１ｄがこの順にｚ軸方向に並んでいる。同様に、４つの青色光ＬＢ２ａ、ＬＢ２ｂ、ＬＢ２ｃ、ＬＢ２ｄ、４つの赤色光ＬＲ１ａ、ＬＲ１ｂ、ＬＲ１ｃ、ＬＲ１ｄ、４つの赤色光ＬＲ２ａ、ＬＲ２ｂ、ＬＲ２ｃ、ＬＲ２ｄ、４つの緑色光ＬＧ１ａ、ＬＧ１ｂ、ＬＧ１ｃ、ＬＧ１ｄ、４つの緑色光ＬＧ２ａ、ＬＧ２ｂ、ＬＧ２ｃ、ＬＧ２ｄのそれぞれも、ｚ軸方向に並んでいる。
【０１３５】
ここで、８つの緑色光ＬＧ１ａ、ＬＧ１ｂ、ＬＧ１ｃ、ＬＧ１ｄ、ＬＧ２ａ、ＬＧ２ｂ、ＬＧ２ｃ、ＬＧ２ｄからなる光束の中心軸ａＧが、８つの赤色光ＬＲ１ａ、ＬＲ１ｂ、ＬＲ１ｃ、ＬＲ１ｄ、ＬＲ２ａ、ＬＲ２ｂ、ＬＲ２ｃ、ＬＲ２ｄからなる光束の中心軸ａＲ、および、８つの青色光ＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ、ＬＢ１ｄ、ＬＢ２ａ、ＬＢ２ｂ、ＬＢ２ｃ、ＬＢ２ｄからなる光束の中心軸ａＢよりもレンズ３４の中心側を通る。このような配置によっても、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。また、第２実施形態と比較して、表示画像の高解像度化を図ることもできる。
【０１３６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【０１３７】
図１７は、本発明の第５実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
【０１３８】
本実施形態は、光変調部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
なお、以下、第５実施形態について、前述した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。
【０１３９】
本実施形態の画像表示装置は、図示しないが、前述した第１実施形態の光変調部３３をｚ軸方向に２つ重ねた構成の光変調部３３Ｃを備える。これにより、２つの赤色光ＬＲａ、ＬＲｂ、２つの緑色光ＬＧａ、ＬＧｂおよび２つの青色光ＬＢａ、ＬＢｂからなる光束が信号光ＬＬ１としてレンズ３４を通過する。
【０１４０】
その際、図１７に示すように、青色光ＬＢａ、緑色光ＬＧａおよび赤色光ＬＲａがこの順にｘ軸方向に並んでいる。同様に、青色光ＬＢｂ、緑色光ＬＧｂおよび赤色光ＬＲｂもｘ軸方向に並んでいる。また、２つの青色光ＬＢａ、ＬＢｂがｚ軸方向に並んでいる。同様に、２つの青色光ＬＢａ、ＬＢｂおよび２つの赤色光ＬＲａ、ＬＲｂのそれぞれも、ｚ軸方向に並んでいる。
【０１４１】
ここで、２つの緑色光（光線）ＬＧａ、ＬＧｂからなる光束の中心軸ａＧが、２つの赤色光（光線）ＬＲａ、ＬＲｂからなる光束の中心軸ａＲ、および、２つの青色光（光線）ＬＢａ、ＬＢｂからなる光束の中心軸ａＢよりもレンズ３４の中心側を通る。このような配置によっても、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。
【０１４２】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０１４３】
図１８は、本発明の第６実施形態に係る画像表示装置における集光レンズと信号光との位置関係を示す図（光軸に対して平行な方向から見た図）である。
本実施形態は、光変調部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１４４】
なお、以下、第６実施形態について、前述した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。
【０１４５】
本実施形態の画像表示装置は、前述した第１実施形態の光変調部３３に代えて、光変調部３３Ｄを備える。この光変調部３３Ｄは、２つの赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、２つの緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および２つの青色光ＬＢ１、ＬＢ２からなる光の束を信号光ＬＬ１として出射する。この光の束がレンズ３４を通過する際、図１８に示すように、青色光ＬＢ１、赤色光ＬＲ１、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ２および赤色光ＬＲ２がこの順にｘ軸方向に並んでいて、緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束がレンズ３４の中心軸ａを通る。したがって、緑色光ＬＧ１、ＬＧ２の中心軸ａＧ（緑色光ＬＧ１および緑色光ＬＧ２からなる光束の中心軸）が赤色光ＬＲ１、ＬＲ２の中心軸ａＲ（赤色光ＬＲ１および赤色光ＬＲ２からなる光束の中心軸）および青色光ＬＢ１、ＬＢ２の中心軸ａＢ（青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２からなる光束の中心軸）よりもレンズ３４の中心側を通る。
【０１４６】
このような配置で赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、ＬＧ２および青色光ＬＢ１、ＬＢ２をレンズ３４に通過させる場合であっても、前述した第２実施形態と同様、表示画像の緑色を忠実に再現することができ、その結果、高画質な表示画像を実現することができるという効果を得る。
【０１４７】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
【０１４８】
図１９は、本発明の第７実施形態に係る画像表示装置（ヘッドアップディスプレイ）の概略構成を示す図である。
【０１４９】
本実施形態は、ヘッドアップディスプレイに本発明を適用した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１５０】
なお、以下、第７実施形態について、前述した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。
【０１５１】
本実施形態に係る画像表示装置１００は、いわゆるヘッドアップディスプレイであって、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着して使用され、使用者（自動車ＣＡの使用者）に虚像による画像を自動車ＣＡのフロントウィンドウＷを介して外界像と重畳した状態で視認させる。この画像表示装置１００は、図１９に示すように、映像光生成部３０を内蔵する光源ユニット１０１と、反射部１０２と、光源ユニット１０１と反射部１０２とを接続するフレーム１０３と、を備える。
【０１５２】
光源ユニット１０１は、いかなる方法で天井部ＣＥに固定されていてもよいが、例えばバンドやクリップ等を用いてサンバイザーに装着する方法により固定される。この光源ユニット１０１は、前述した第１実施形態の映像光生成部３０を内蔵しており、映像光生成部３０から反射部１０２に向けて、２次元的に走査された信号光ＬＬ１（すなわち映像光ＬＬ２）を出射する。
【０１５３】
フレーム１０３は、例えば、光源ユニット１０１と反射部１０２とを接続する１対の長尺状の部材を備えており、反射部１０２を光源ユニット１０１に対して固定している。
【０１５４】
反射部１０２は、ハーフミラーであり、光源ユニット１０１からの信号光ＬＬ１（映像光ＬＬ２）を使用時の使用者の眼ＥＹに向けて反射させるとともに、自動車ＣＡ外からフロントウィンドウＷを経て使用時の使用者の眼ＥＹに向かう外界光ＬＯを透過させる機能を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光ＬＬ１（映像光ＬＬ２）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アップディスプレイを実現することができる。
【０１５５】
このような画像表示装置１００も、前述したように第１実施形態の映像光生成部３０を備えているため、第１実施形態と同様の作用および効果が得られる。これにより、高品位な画像を表示可能なヘッドアップディスプレイを実現することができる。
【０１５６】
なお、本実施形態では、光源ユニット１０１、反射部１０２およびフレーム１０３を自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着している場合を例に説明するが、これらを自動車ＣＡのダッシュボード上に装着してもよいし、一部の構成をフロントウィンドウＷに固定するようにしてもよい。また、画像表示装置１００は、自動車のみならず、航空機、船舶、建設機械、重機、二輪車、自転車、宇宙船のような各種移動体に装着してもよい。
【０１５７】
以上、本発明の画像表示装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明は、実施形態に記載の各部の構成を、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。また、各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１５８】
前述した実施形態では、光変調部が光源からの光の強度を変調する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、光変調部が光源からの光の波長や位相等を変調してもよい。この場合、光源から出射する光の強度、波長、位相等のうちの少なくとも１つを直接変調してもよい。
【０１５９】
また、前述した第１〜第６実施形態では、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、ヘルメット型またはヘッドセット型のヘッドマウントディスプレイや、使用者の首や肩等の身体で支持される形態のヘッドマウントディスプレイにも適用可能である。
【０１６０】
また、前述した第１〜第６実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ全体が使用者の頭部に装着される場合を例に説明したが、ヘッドマウントディスプレイは、使用者の頭部に装着される部分と、使用者の頭部以外の部分に装着または携帯される部分と、に分割されていてもよい。
【０１６１】
また、前述した実施形態において説明した光スキャナーの構成は、一例であり、本発明は、これに限定されず、例えば、各部の形状等を適宜変更してもよい。また、前述した実施形態では、１つの光スキャナーで信号光を２次元的に走査して映像光を生成する場合を例に説明したが、２つの光スキャナーを用いて信号光を２次元的に走査して映像光を生成してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１…画像表示装置、２…フレーム、３…画像表示ユニット、４…固定部、２１…フロント部、２２…テンプル部、２３…ノーズパッド部、３０…映像光生成部、３１…外装部、３２…信号光生成部、３３…光変調部、３３Ａ…光変調部、３３Ｃ…光変調部、３３Ｄ…光変調部、３４…レンズ、３５…光走査部、３６…駆動信号生成部、３７…信号重畳部、３８…制御部、３９…光学系、１００…画像表示装置、１０１…光源ユニット、１０２…反射部、１０３…フレーム、３１１…ケーシング、３１２…光透過部、３２１Ｂ…光源、３２１Ｇ…光源、３２１Ｒ…光源、３２２Ｂ…駆動回路、３２２Ｇ…駆動回路、３２２Ｒ…駆動回路、３２３Ｂ…レンズ、３２３Ｇ…レンズ、３２３Ｒ…レンズ、３３０Ｂ…変調部、３３０Ｇ…変調部、３３０Ｒ…変調部、３３１…基板、３３２Ｂ…光導波路、３３２Ｇ…光導波路、３３２Ｒ…光導波路、３３３Ｂ…電極、３３３Ｇ…電極、３３３Ｒ…電極、３３４…バッファー層、３５１…可動ミラー部、３５２…軸部、３５３…枠体部、３５４…軸部、３５５…支持部、３５６…磁石、３５７…コイル、３６１…駆動回路、３６２…駆動回路、３９１…ミラー、３９２…反射部、３３２０Ｂ…主線、３３２０Ｂａ…支線、３３２０Ｂｂ…支線、３３２０Ｇ…主線、３３２０Ｇａ…支線、３３２０Ｇｂ…支線、３３２０Ｒ…主線、３３２０Ｒａ…支線、３３２０Ｒｂ…支線、３３２１Ｂ…入射部、３３２１Ｇ…入射部、３３２１Ｒ…入射部、３３２２Ｂ…変調用分岐部、３３２２Ｇ…変調用分岐部、３３２２Ｒ…変調用分岐部、３３２３Ｂ…変調用直線部、３３２３Ｇ…変調用直線部、３３２３Ｒ…変調用直線部、３３２４Ｂ…変調用合流部、３３２４Ｇ…変調用合流部、３３２４Ｒ…変調用合流部、３３２５Ｂ…連結部、３３２５Ｇ…連結部、３３２５Ｒ…連結部、３３２６Ｂ…出射部、３３２６Ｂａ…出射部、３３２６Ｂｂ…出射部、３３２６Ｇ…出射部、３３２６Ｇａ…出射部、３３２６Ｇｂ…出射部、３３２６Ｒ…出射部、３３２６Ｒａ…出射部、３３２６Ｒｂ…出射部、３３２７Ｂ…分配用分岐部、３３２７Ｇ…分配用分岐部、３３２７Ｒ…分配用分岐部、３３３１Ｂ…信号電極、３３３１Ｇ…信号電極、３３３１Ｒ…信号電極、３３３２Ｂ…グランド電極、３３３２Ｇ…グランド電極、３３３２Ｒ…グランド電極、３５１１…基部、３５１２…スペーサー、３５１３…光反射板、ＣＡ…自動車、ＣＥ…天井部、ＣＬ１…基準線、ＤＬ１…基準線、ＤＬ２…基準線、ＤＬ３…基準線、ＥＡ…耳、ＥＹ…眼、Ｈ…頭部、Ｌ１…長さ、Ｌ２…長さ、Ｌ３…長さ、ＬＢ…青色光、ＬＢ１…青色光、ＬＢ１ａ…青色光、ＬＢ１ｂ…青色光、ＬＢ１ｃ…青色光、ＬＢ１ｄ…青色光、ＬＢ２…青色光、ＬＢ２ａ…青色光、ＬＢ２ｂ…青色光、ＬＢ２ｄ…青色光、ＬＢａ…青色光、ＬＢｂ…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＧ１…緑色光、ＬＧ１ａ…緑色光、ＬＧ１ｂ…緑色光、ＬＧ１ｄ…緑色光、ＬＧ２…緑色光、ＬＧ２ａ…緑色光、ＬＧ２ｃ…緑色光、ＬＧ２ｂ…緑色光、ＬＧａ…緑色光、ＬＧｂ…緑色光、ＬＬ１…信号光、ＬＬ２…映像光、ＬＯ…外界光、ＬＲ…赤色光、ＬＲ１…赤色光、ＬＲ１ａ…赤色光、ＬＲ１ｂ…赤色光、ＬＲ１ｃ…赤色光、ＬＲ１ｄ…赤色光、ＬＲ２…赤色光、ＬＲ２ａ…赤色光、ＬＲ２ｂ…赤色光、ＬＲ２ｄ…赤色光、ＬＲ２ｃ…赤色光、ＬＲａ…赤色光、ＬＲｂ…赤色光、ＬＳ…走査線、ＬＳ１…走査線、ＬＳ２…走査線、ＮＳ…鼻、ＲＥ…網膜、Ｓ…画像表示領域、Ｓ１…距離、Ｓ２…距離、Ｓ３…距離、ＴＢ…走査軌跡、ＴＢ１…走査軌跡、ＴＢ２…走査軌跡、ＴＧ…走査軌跡、ＴＧ１…走査軌跡、ＴＧ２…走査軌跡、ＴＲ…走査軌跡、ＴＲ１…走査軌跡、ＴＲ２…走査軌跡、Ｗ…フロントウィンドウ、Ｗ１…出射間隔、Ｗ２…入射間隔、ａ…中心軸、ａ１…軸線、ａ２…軸線、ａＢ…中心軸、ａＧ…中心軸、ａＲ…中心軸、ｆＢ…結像点、ｆＧ…結像点、ｆＲ…結像点
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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