(57)【要約】光学装置は、第１Ａ偏向部材３１、第１Ｂ偏向部材３２及び第１Ｃ偏向部材３３、並びに、第２Ａ偏向部材４１、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３を備えており、画像形成装置から出射された光の一部が、第１Ａ偏向部材３１に入射され、第１Ｂ偏向部材３２、第１Ｃ偏向部材３３を介して観察者の瞳に向けて出射され、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が、第２Ａ偏向部材４１に入射され、第２Ｂ偏向部材４２、第２Ｃ偏向部材４３を介して観察者の瞳に向けて出射され、第１Ａ偏向部材３１によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向と、第２Ａ偏向部材４１によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向とは逆方向である。
2019176438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置であって、
導光板、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から構成されており、
第１Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材に入射した光は、第１Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材に入射し、第１Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材に入射し、第１Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第２Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材に入射した光は、第２Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材に入射し、第２Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材に入射し、第２Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第１Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である光学装置。
【請求項２】
画像形成装置の画像形成領域中心点から出射された光が導光板と衝突する導光板上の点を原点、原点を通り、第１の方向に向かう導光板の軸線をＸ軸、原点を通る導光板の厚さ方向の軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、第１偏向ユニットと第２偏向ユニットとは、ＹＺ平面に対称に配置されている請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Aとし、ｋv1-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-A，ｋY1-A，ｋZ1-Aとし、第２Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Aとし、ｋv2-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-A，ｋY2-A，ｋZ2-Aとしたとき、
ｋX1-A＋ｋX2-A＝０
ｋY1-A＝ｋY2-A
ｋZ1-A＝ｋZ2-A
を満足するを満足する請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Cとし、ｋv1-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-C，ｋY1-C，ｋZ1-Cとし、第２Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Cとし、ｋv2-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-C，ｋY2-C，ｋZ2-Cとしたとき、
ｋX1-C＋ｋX2-C＝０
ｋY1-C＝ｋY2-C
ｋZ1-C＝ｋZ2-C
を満足する請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
第１Ｂ偏向部材及び第２Ｂ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Bとし、ｋv1-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-B，ｋY1-B，ｋZ1-Bとし、第２Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Bとし、ｋv2-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-B，ｋY2-B，ｋZ2-Bとしたとき、
ｋX1-B＋ｋX2-B＝０
ｋY1-B＝ｋY2-B
ｋZ1-B＝ｋZ2-C
を満足する請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
ｋv1-A＋ｋv1-B＋ｋv1-C＝０
ｋv2-A＋ｋv2-B＋ｋv2-C＝０
を満足する請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
画像形成装置から出射され、第１Ａ偏向部材に入射された光の一部分は、第２Ａ偏向部材に入射される請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
第１Ａ偏向部材と第２Ａ偏向部材とは部分的に重なっている請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
第１Ａ偏向部材と第１Ｂ偏向部材とは積層されており、
第２Ａ偏向部材と第２Ｂ偏向部材とは積層されている請求項１に記載の光学装置。
【請求項１０】
第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第１Ａ偏向部材の平均回折効率をη1-A、第１Ｂ偏向部材の平均回折効率をη1-B、第１Ｃ偏向部材の平均回折効率をη1-Cとしたとき、
η1-B／η1-A＜１
η1-C／η1-A＜１
を満足し、
第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第２Ａ偏向部材の平均回折効率をη2-A、第２Ｂ偏向部材の平均回折効率をη2-B、第２Ｃ偏向部材の平均回折効率をη2-Cとしたとき、
η2-B／η2-A＜１
η2-C／η2-A＜１
を満足する請求項１に記載の光学装置。
【請求項１１】
画像形成装置、及び、
画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、導光板、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から構成されており、
第１Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材に入射した光は、第１Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材に入射し、第１Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材に入射し、第１Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第２Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材に入射した光は、第２Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材に入射し、第２Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材に入射し、第２Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第１Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である画像表示装置。
【請求項１２】
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置を備えており、
光学装置は、導光板、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から構成されており、
第１Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材に入射した光は、第１Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材に入射し、第１Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材に入射し、第１Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第２Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材に入射した光は、第２Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材に入射し、第２Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材に入射し、第２Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第１Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学装置、斯かる光学装置を備えた画像表示装置、及び、斯かる画像表示装置を備えた表示装置、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）に用いられる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、観察者の目の前に配置した光学装置に画像形成装置からの画像を表示させる頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）の開発が、鋭意、進められている。そして、種々の形式の頭部装着型ディスプレイが検討されているが、頭部装着型ディスプレイに対して、一層リアリティーのある画像を提供するために表示画像の広画角化が強く求められている。このような要求に対処するために、光学装置を構成する導光板に３つの偏向手段を配置した頭部装着型ディスプレイが、例えば、米国特許公開公報２００６／０１３２９１４Ａ１あるいは米国特許公開公報２０１４／０３３０９６６Ａ１から周知である。【０００３】
また、特開２００９−１３３９９８号公報には、
（Ａ）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、
（Ｂ）画像形成装置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、及び、
（Ｃ）コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
（ａ）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）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回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第１回折格子部材、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を回折反射し、導光板から出射する、反射型体積ホログラム回折格子から成り、導光板に配設された第２回折格子部材、
を備えており、
第１回折格子部材の中心を原点とし、原点を通る第１回折格子部材の法線であって、コリメート光学系側に向かう方向を正方向とする法線をＸi軸、原点を通り、Ｘi軸と直交し、第２回折格子部材側に向かう方向を正方向とする導光板の軸線をＹi軸としたとき、
画像形成装置の中心の画素から出射され、コリメート光学系の中心を通過する中心光は、ＸiＹi平面に対して光学的に平行であり、且つ、ＸiＺi平面に対して鋭角にて交わっていることを特徴とする画像表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開公報２００６／０１３２９１４Ａ１
【特許文献２】米国特許公開公報２０１４／０３３０９６６Ａ１
【特許文献３】特開２００９−１３３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の２つの米国特許公開公報に開示された頭部装着型ディスプレイにあっては、画像形成装置の画像形成領域中心点から出射された光が偏向手段に垂直に入射するが、表示画像の一層の広画角化の要望に対処することができない。また、特開２００９−１３３９９８号公報に開示された画像表示装置は、第１回折格子部材及び第２回折格子部材の２つの回折格子部材しか有していないため、第１回折格子から第２回折格子に伝搬する１方向にしか導光板内で表示画像領域を拡大することができない。然るに、３つの回折格子部材を有することで、２方向に導光板内で表示画像領域を拡大することができる。【０００６】
従って、本開示の目的は、表示画像の一層の広画角化を図り得る構成、構造を有する光学装置、斯かる光学装置を備えた画像表示装置、及び、斯かる画像表示装置を備えた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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の光学装置は、画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置であって、
導光板、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から構成されており、
第１Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材に入射した光は、第１Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材に入射し、第１Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材に入射し、第１Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第２Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材に入射した光は、第２Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材に入射し、第２Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材に入射し、第２Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第１Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である。尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の画像表示装置は、
画像形成装置、及び、
画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、本開示の光学装置から成る。【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置を備えており、
光学装置は、本開示の光学装置から成る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、実施例１の光学装置の模式的な斜視図、及び、実施例１の光学装置を上方から眺めた模式図である。
【図２】図２は、実施例１の光学装置を構成する第１偏向ユニットの模式的な斜視図である。
【図３】図３は、実施例１の光学装置を構成する第２偏向ユニットの模式的な斜視図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施例１の光学装置の模式的な断面図、及び、実施例１の光学装置を側面から眺めた模式図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、実施例２及び実施例３の光学装置を上方から眺めた模式図である。
【図６】図６は、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図である。
【図７】図７は、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、実施例１の表示装置における画像形成装置の概念図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、実施例１の光学装置における画像形成装置、導光板、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材等の配置を示す概念図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材の波数ベクトル等の概念図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材の別の波数ベクトル等の概念図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、実施例１の光学装置の変形例の概念図である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、図１３Ｅ、図１３Ｆ、図１３Ｇ及び図１３Ｈは、実施例１の光学装置の別の変形例の概念図である。
【図１４】図１４は、ピッチｄをパラメータとした、第１Ａ偏向部材あるいは第２Ａ偏向部材への光の入射角と、第１Ａ偏向部材あるいは第２Ａ偏向部材の回折角との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示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．本開示の光学装置、画像表示装置及び表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光学装置、画像表示装置及び表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１〜実施例２の変形）
５．その他
【００１２】
〈本開示の光学装置、画像表示装置及び表示装置、全般に関する説明〉
本開示の光学装置等にあっては、画像形成装置の画像形成領域中心点から出射された光が導光板と衝突する導光板上の点を原点、原点を通り、第１の方向に向かう導光板の軸線をＸ軸、原点を通る導光板の厚さ方向の軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、第１偏向ユニットと第２偏向ユニットとは、ＹＺ平面に対称に配置されている形態とすることができる。
【００１３】
上記の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Aとし、ｋv1-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-A，ｋY1-A，ｋZ1-Aとし、第２Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Aとし、ｋv2-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-A，ｋY2-A，ｋZ2-Aとしたとき、
ｋX1-A＋ｋX2-A＝０
ｋY1-A＝ｋY2-A
ｋZ1-A＝ｋZ2-A
を満足する形態とすることができる。そして、この場合、
第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Cとし、ｋv1-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-C，ｋY1-C，ｋZ1-Cとし、第２Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Cとし、ｋv2-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-C，ｋY2-C，ｋZ2-Cとしたとき、
ｋX1-C＋ｋX2-C＝０
ｋY1-C＝ｋY2-C
ｋZ1-C＝ｋZ2-C
を満足する形態とすることができ、更には、
第１Ｂ偏向部材及び第２Ｂ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Bとし、ｋv1-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-B，ｋY1-B，ｋZ1-Bとし、第２Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Bとし、ｋv2-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-B，ｋY2-B，ｋZ2-Bとしたとき、
ｋX1-B＋ｋX2-B＝０
ｋY1-B＝ｋY2-B
ｋZ1-B＝ｋZ2-C
を満足する形態とすることができ、更には、
ｋX1-A＋ｋX1-B＝０
ｋY1-B＋ｋY1-C＝０
ｋX2-A＋ｋX2-B＝０
ｋY2-B＋ｋY2-C＝０
を満足する形態とすることができ、更には、
ｋv1-A＋ｋv1-B＋ｋv1-C＝０
ｋv2-A＋ｋv2-B＋ｋv2-C＝０
を満足する形態とすることができ、これによって、第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材に入射する光と、第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から出射する光とは、共役関係となる。尚、ベクトルを、上記のとおり、上付き文字「ｖ」を付して表現し、ベクトルのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を、上記のとおり、上付き文字「Ｘ」，「Ｙ」，「Ｚ」を付して表現する。
【００１４】
導光板に対する第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材並びに第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材の配置状態に依るが、体積ホログラム回折格子は、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折するホログラム回折格子を意味する。
【００１５】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、画像形成装置から出射され、第１Ａ偏向部材に入射された光の一部分は、第２Ａ偏向部材に入射される形態とすることができる。即ち、第１Ａ偏向部材と第２Ａ偏向部材とは、部分的に重なっている形態とすることができる。具体的には、第１Ａ偏向部材はＸ方向の端部を有し、第２Ａ偏向部材は−Ｘ方向の端部を有するが、第１Ａ偏向部材のＸ方向の端部と第２Ａ偏向部材の−Ｘ方向の端部とが重なっている形態とすることができる。
【００１６】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１Ａ偏向部材と第１Ｂ偏向部材とは積層されており、第２Ａ偏向部材と第２Ｂ偏向部材とは積層されている形態とすることができる。あるいは又、第１Ｂ偏向部材と第１Ｃ偏向部材とは積層されており、第２Ｂ偏向部材と第２Ｃ偏向部材とは積層されている形態とすることができるし、第１Ａ偏向部材と第１Ｂ偏向部材と第１Ｃ偏向部材とは積層されており、第２Ａ偏向部材と第２Ｂ偏向部材と第２Ｃ偏向部材とは積層されている形態とすることができる。
【００１７】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第１Ａ偏向部材の平均回折効率をη1-A、第１Ｂ偏向部材の平均回折効率をη1-B、第１Ｃ偏向部材の平均回折効率をη1-Cとしたとき、
η1-B／η1-A＜１
η1-C／η1-A＜１
を満足し、
第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第２Ａ偏向部材の平均回折効率をη2-A、第２Ｂ偏向部材の平均回折効率をη2-B、第２Ｃ偏向部材の平均回折効率をη2-Cとしたとき、
η2-B／η2-A＜１
η2-C／η2-A＜１
を満足する形態とすることができる。
【００１８】
η1-B≦０．２，η2-B≦０．２，η1-C≦０．２，η2-C≦０．２を満足することが好ましい。ここで、回折効率ηとは、体積ホログラム回折格子に入射する光の光強度をＩ0、体積ホログラム回折格子によって回折される＋１次の回折光の光強度をＩ1としたとき、Ｉ1／Ｉ0で表される。回折効率は、例えば、体積ホログラム回折格子の厚さによって制御することができる。即ち、体積ホログラム回折格子の厚さを薄くすれば、回折効率ηの値は低くなる。また、体積ホログラム回折格子における屈折率変調度Δｎが大きくなるほど、回折効率ηの値は低くなる。例えば、回折効率η＝０．２として、体積ホログラム回折格子に入射した光（光量＝１．０）が、体積ホログラム回折格子から出射されるとき、体積ホログラム回折格子の光入射部に最も近い体積ホログラム回折格子の領域から出射する光の光量をＬＩ1、次に近い体積ホログラム回折格子の領域から出射する光の光量をＬＩ2、３番目に近い体積ホログラム回折格子の領域から出射する光の光量をＬＩ3、４番目に近い体積ホログラム回折格子の領域から出射する光の光量をＬＩ4としたとき、
ＬＩ1＝１．０×０．２＝０．２
ＬＩ2＝（１．０−０．２）×０．２＝０．１６
ＬＩ3＝（１．０−０．２−０．１６）×０．２＝０．１２８
ＬＩ4＝（１．０−０．２−０．１６−０．１２８）×０．２＝０．１０２
となる。
【００１９】
以下の説明において、説明を簡素化するため、第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材を総称して『第１Ａ偏向部材等』と呼び、第１Ｂ偏向部材及び第２Ｂ偏向部材を総称して『第１Ｂ偏向部材等』と呼び、第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材を総称して『第１Ｃ偏向部材等』と呼ぶ場合がある。
【００２０】
以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、画像形成装置の画像形成領域中心点から出射された光は、第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材に対して垂直に入射する形態とすることもできるし、垂直ではない或る角度にて入射する形態とすることもできる。
【００２１】
また、第１Ａ偏向部材によって偏向された光の全てが第１Ｂ偏向部材に入射し、
第１Ｂ偏向部材によって偏向された光の全てが第１Ｃ偏向部材に入射し、
第２Ａ偏向部材によって偏向された光の全てが第２Ｂ偏向部材に入射し、
第２Ｂ偏向部材によって偏向された光の全てが第２Ｃ偏向部材に入射する形態とすることができる。但し、実際には、第１Ａ偏向部材、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の一部、第１Ｂ偏向部材、第２Ｂ偏向部材によって偏向された光の一部は、導光板で損失される場合がある。
【００２２】
更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、導光板を構成する材料の屈折率は１．５以上、好ましくは１．６以上である形態とすることができるし、体積ホログラム回折格子を構成する材料の屈折率は１．５以上、好ましくは１．６以上である形態とすることができる。
【００２３】
以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、光学装置は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者の眼球（瞳）に対向する光学装置の部分を半透過（シースルー）とし、光学装置のこの部分（具体的には、少なくとも第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材）を通して外景を眺めることができる。ここで、「半透過」という用語は、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。
【００２４】
本開示の画像表示装置あるいは表示装置によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができる。一方、カラーの画像表示を行う場合、第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等は、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折に対応させるために、体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折に対応するために、１層の回折格子層から成る第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、例えば、第１導光板に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、第２導光板に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、第３導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、これらの第１導光板、第２導光板及び第３導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、例えば、第１導光板の一方の面に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、第１導光板の他方の面に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、第２導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配し、これらの第１導光板及び第２導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、例えば、導光板の一方の面に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等、並びに、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を積層し、導光板の他方の面に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を配する構造を採用してもよい。あるいは又、１層の回折格子層にＰ種類の体積ホログラム回折格子を形成することもできる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等において回折されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。体積ホログラム回折格子が直接大気と接しないように、保護部材を配することが好ましい。
【００２５】
体積ホログラム回折格子を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。本開示の光学装置等における体積ホログラム回折格子の構成材料や基本的な構造は、従来の体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。体積ホログラム回折格子には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、体積ホログラム回折格子を構成する材料（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、体積ホログラム回折格子を構成する材料に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を体積ホログラム回折格子を構成する材料の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、体積ホログラム回折格子の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を意味する。体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【００２６】
干渉縞の傾斜角（スラント角）は、体積ホログラム回折格子において一定であってもよいし、体積ホログラム回折格子に入射する画像の画角の値に依存して変化させてもよい。干渉縞の傾斜角を入射する画像の画角の値に依存して変化させる場合、連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。
【００２７】
体積ホログラム回折格子を構成する材料（物体光及び参照光を照射する前の感光材料前駆体層を構成するフォトポリマー材料）は、少なくとも、光重合性化合物、バインダー樹脂、及び、光重合開始剤から構成されていれば、如何なるフォトポリマー材料をも用いることができる。光重合性化合物として、例えば、アクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ブタジエン系モノマー、ビニル系モノマー、エポキシ系モノマー等の公知の光重合性化合物を用いることができる。これらは、共重合体でもよく、１官能体又は多官能体でもよい。また、これらのモノマーは、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよい。バインダー樹脂も公知の如何なるものも使用可能であり、具体的には、酢酸セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、メタクリル酸樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル系樹脂、尿素系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、天然ゴム系樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレングリコール、フェノール系樹脂、又は、これらの共重合体、ゼラチン等を挙げることができる。バインダー樹脂も、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよい。光重合開始剤も、公知の如何なるものも使用可能である。光重合開始剤は、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよいし、複数又は単体の光増感色素との組み合わせて用いてもよい。感光材料前駆体層には可塑剤、連鎖移動剤、その他の添加剤を適宜加えてもよい。体積ホログラム回折格子を保護するための保護層を構成する材料は、透明であれば如何なる材料をも使用することができ、コーティングにより形成しても、予めフィルム化されたものを感光材料前駆体層にラミネートしてもよい。保護層を構成する材料として、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂を挙げることができる。
【００２８】
以上に説明した各種好ましい形態を含む本開示の画像表示装置あるいは表示装置における画像表示装置において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１構成の画像形成装置』と呼ぶ。
【００２９】
第１構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ素子等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができるが、中でも、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置、あるいは、有機ＥＬ素子から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、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、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。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、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。
【００３０】
あるいは又、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の画像表示装置あるいは表示装置における画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２構成の画像形成装置』と呼ぶ。
【００３１】
第２構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、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（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。
【００３２】
第１構成の画像形成装置あるいは第２構成の画像形成装置において、光学系（画像形成装置からの出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。
【００３３】
平行光出射光学系から出射された光を第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材に入射させるためには、適切な導光手段を平行光出射光学系と第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材との間に配置すればよい。導光手段として反射鏡を挙げることができる。また、平行光出射光学系から出射された光を、直接、第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材に集光させてもよい。
【００３４】
導光板は、２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。
【００３５】
導光板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。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。屈折率が１．５以上の材料として、ＢＫ７、ポリカーボネート樹脂、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例示することができるし、屈折率が１．６以上の材料として、アクリレル系樹脂を例示することができる。
【００３６】
画像表示装置は調光装置を備えていてもよい。即ち、光学装置は、調光装置の少なくとも一部分と重なっていてもよい。より具体的には、光学装置の少なくとも第１Ｃ偏向部材等は、調光装置と重なっていることが好ましい。
【００３７】
調光装置は、具体的には、
第１基板、
第１基板と対向する第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に設けられた第１透明電極、
第１基板と対向する第２基板の対向面に設けられた第２透明電極、及び、
第１透明電極と第２透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る形態とすることができる。尚、調光装置の動作時、調光装置の動作時、例えば、第１透明電極には第２透明電極よりも高い電圧が印加される。
【００３８】
調光層は、無機又は有機のエレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタから成る形態とすることができる。具体的には、調光層は無機又は有機のエレクトロクロミック材料を含む形態とすることができ、更には、調光層は、第１透明電極側から、ＷＯ3層／Ｔａ2Ｏ5層／ＩｒXＳｎ1-XＯ層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造、あるいは又、ＷＯ3層／Ｔａ2Ｏ5層／ＩｒＯx層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造を有する形態とすることができる。ＷＯ3層の代わりに、ＭｏＯ3層やＶ2Ｏ5層を用いることができる。また、ＩｒＯx層の代わりに、ＺｒＯ2層、リン酸ジルコニウム層を用いることができるし、あるいは又、プルシアンブルー錯体／ニッケル置換プルシアンブルー錯体等を用いることもできる。有機のエレクトロクロミック材料として、例えば、特開２０１４−１１１７１０号公報や特開２０１４−１５９３８５号公報に開示されたエレクトロクロミック材料を用いることもできる。
【００３９】
あるいは又、調光層は電気泳動分散液を含む形態とすることができるし、調光装置を、金属（例えば、銀粒子）の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式（エレクトロデポジション・電界析出）による光シャッタ、即ち、調光層は金属イオンを含む電解質を含む形態とすることもできる。
【００４０】
ここで、電気泳動分散液は、帯電した多数の電気泳動粒子、及び、電気泳動粒子とは異なる色の分散媒から構成される。例えば、第１透明電極にパターニングを施し、第２透明電極にはパターニングを施さない場合（所謂ベタ電極構成）であって、電気泳動粒子を負に帯電させた場合、第１透明電極に相対的に負の電圧を印加し、第２透明電極に相対的に正の電圧を印加すると、負に帯電している電気泳動粒子は第２透明電極を覆うように泳動する。従って、調光装置における遮光率は高い値となる。一方、これとは逆に、第１透明電極に相対的に正の電圧を印加し、第２透明電極に相対的に負の電圧を印加すると、電気泳動粒子は第１透明電極を覆うように泳動する。従って、調光装置における遮光率は低い値となる。このような透明電極への印加を適切に行うことで、調光装置における遮光率の制御を行うことができる。電圧は直流であってもよいし、交流であってもよい。パターニングされた第１透明電極の形状は、電気泳動粒子が第１透明電極を覆うように泳動し、調光装置における遮光率が低い値となったとき、調光装置における遮光率の値の最適化を図れるような形状とすればよく、種々の試験を行い決定すればよい。必要に応じて、透明電極の上に絶縁層を形成してもよい。係る絶縁層を構成する材料として、例えば、無色透明な絶縁性樹脂を挙げることができ、具体的には、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン樹脂等を挙げることができる。
【００４１】
調光装置を構成する透明な第１基板及び第２基板を構成する材料として、具体的には、ソーダライムガラス、白板ガラス等の透明なガラス基板や、プラスチック基板、プラスチック・シート、プラスチック・フィルムを挙げることができる。ここで、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、テトラアセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、ポリアリレート、ポリスルフォン等を挙げることができる。プラスチック・シート、プラスチック・フィルムは、容易に曲がらない剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。第１基板及び第２基板を透明なプラスチック基板から構成する場合、基板内面に無機材料あるいは有機材料から成るバリア層を形成しておいてもよい。
【００４２】
第１基板と第２基板とは、外縁部において封止部材によって封止され、接着されている。シール剤とも呼ばれる封止部材として、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の各種樹脂を用いることができる。
【００４３】
調光装置を構成する基板の一方が光学装置の構成部材（具体的には、体積ホログラム回折格子が直接大気と接しないように配設される保護部材）を兼ねる構成とすれば、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。尚、他方の基板は一方の基板よりも薄い構成とすることができる。
【００４４】
第１透明電極は、パターニングされていてもよいし、パターニングされていなくともよい。第２透明電極も、パターニングされていてもよいし、パターニングされていなくともよい。第１透明電極及び第２透明電極を構成する材料として、具体的には、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、フッ素ドープＳｎＯ2（ＦＴＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、アンチモンドープＳｎＯ2（ＡＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ（ＡｌドープのＺｎＯやＢドープのＺｎＯを含む）、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらを２種類以上組み合わせて用いることもできる。第１透明電極や第２透明電極は、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、各種塗布法等に基づき形成することができるし、パターニングは、エッチング法、リフトオフ法、各種マスクを用いる方法等、任意の方法で行うことができる。
【００４５】
調光装置はフロント部に配設されている形態とすることができる。そして、この場合、フロント部はリムを有し；調光装置はリムに嵌め込まれている形態とすることができる。また、以上に説明した種々の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、観察者側から、光学装置、調光装置の順に配してもよいし、調光装置、光学装置の順に配してもよい。
【００４６】
表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。これらの形態を組み合わせてもよい。
【００４７】
あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（便宜上、『透過光照度測定センサ』と呼ぶ場合がある）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。尚、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）は、光学装置よりも観察者側に配置されている形態とすることが望ましい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。これらの形態を組み合わせてもよい。更には、これらの形態と、上記の照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき制御を行う形態とを組み合わせてもよい。
【００４８】
照度センサ（環境照度測定センサ、透過光照度測定センサ）は、周知の照度センサから構成すればよいし、照度センサの制御は周知の制御回路に基づき行えばよい。
【００４９】
調光装置の最高光透過率は５０％以上であり、調光装置の最低光透過率は３０％以下である構成とすることができる。尚、調光装置の最高光透過率の上限値として９９％を挙げることができるし、調光装置の最低光透過率の下限値として１％を挙げることができる。ここで、
（光透過率）＝１−（遮光率）
の関係にある。
【００５０】
調光装置にコネクタを取り付け（具体的には、第１透明電極や第２透明電極にコネクタを取り付け）、調光装置の遮光率を制御するための制御回路（調光装置・制御回路であり、例えば、画像形成装置を制御するための制御装置に含まれている）にこのコネクタ及び配線を介して調光装置を電気的に接続すればよい。
【００５１】
場合によっては、調光装置を通過する光は調光装置によって所望の色に着色される構成とすることができる。そして、この場合、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることができるし、あるいは又、調光装置によって着色される色は固定である形態とすることができる。尚、前者の場合、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層する形態とすればよい。また、後者の場合、調光装置によって着色される色として、限定するものではないが、茶色を例示することができる。
【００５２】
観察者が、調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて遮光率を制御、調整することができるし、あるいは又、前述した外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、遮光率を制御、調整することができる。尚、遮光率の制御、調整は、具体的には、第１透明電極及び第２透明電極に印加する電圧を制御すればよい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。表示装置は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし、２つ備えていてもよい。画像表示装置を２つ備えている場合、一方の調光装置と他方の調光装置のそれぞれにおいて、第１透明電極及び第２透明電極に印加する電圧を調整することで、一方の調光装置における遮光率及び他方の調光装置における遮光率の均等化を図ることができる。一方の調光装置における遮光率及び他方の調光装置における遮光率は、例えば、前述した外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、制御することができるし、あるいは又、観察者が、一方の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさ及び他方の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて制御、調整することもできる。遮光率の調整を行う場合、光学装置にテストパターンを表示してもよい。
【００５３】
本開示の表示装置において、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つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をフロント部の上部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含む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。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレーム（リムを含む）及びノーズパッドの組立体は、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。
【００５４】
また、本開示の表示装置にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、１つあるいは２つの画像形成装置からの配線（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、制御装置（制御回路あるいは制御手段）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成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もできる。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。また、フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることもできる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。
【００５５】
本開示の表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）を構成することができる。そして、これによって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。あるいは又、車両や航空機のコックピット等に備えられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に本開示の画像表示装置を適用することができる。具体的には、画像形成装置から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域が車両や航空機のコックピット等のフロントガラスに配されたＨＵＤとすることができるし、あるいは又、画像形成装置から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域を有するコンバイナが車両や航空機のコックピット等のフロントガラスに配されたＨＵＤとすることもできる。
【実施例１】
【００５６】
実施例１は、本開示の光学装置、本開示の画像表示装置及び本開示の表示装置に関する。実施例１の光学装置の模式的な斜視図を図１Ａに示し、実施例１の光学装置を上方から眺めた模式図を図１Ｂに示す。また、実施例１の光学装置を構成する第１偏向ユニットの模式的な斜視図を図２に示し、第２偏向ユニットの模式的な斜視図を図３に示し、実施例１の光学装置の模式的な断面図を図４Ａに示し、実施例１の光学装置を側面から眺めた模式図を図４Ｂに示し、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図を図６に示し、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図を図７に示す。更には、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材の波数ベクトル等の概念図を、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。【００５７】
実施例１の光学装置１０は、画像形成装置６０から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置であって、
導光板２０、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材３１、第１Ｂ偏向部材３２及び第１Ｃ偏向部材３３から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材４１、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３から構成されている。そして、
第１Ａ偏向部材３１には、画像形成装置６０から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材３１に入射した光は、第１Ａ偏向部材３１によって偏向され、導光板２０の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材３２に入射し、第１Ｂ偏向部材３２によって偏向され、導光板２０の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材３３に入射し、第１Ｃ偏向部材３３によって偏向され、観察者の瞳９０に向けて出射される。また、
第２Ａ偏向部材４１には、画像形成装置６０から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材４１に入射した光は、第２Ａ偏向部材４１によって偏向され、導光板２０の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材４２に入射し、第２Ｂ偏向部材４２によって偏向され、導光板２０の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材４３に入射し、第２Ｃ偏向部材４３によって偏向され、観察者の瞳９０に向けて出射される。更には、
第１Ａ偏向部材３１によって偏向された光の伝播方向を導光板２０へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材４１によって偏向された光の伝播方向を導光板２０へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である。【００５８】
また、実施例１の画像表示装置１１は、
画像形成装置６０、及び、
画像形成装置６０から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置を備えており、光学装置は、実施例１の光学装置１０から成る。【００５９】
更には、実施例１の表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム５０、及び、
フレーム５０に取り付けられた画像表示装置１１、
を備えており、
画像表示装置１１は、画像形成装置６０、及び、画像形成装置６０から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置を備えており、
光学装置は、実施例１の光学装置１０から成る。【００６０】
実施例１の表示装置を、具体的には、２つの画像表示装置１１を備えた両眼型としたが、１つ備えた片眼型としてもよい。光学装置１０は、シースルー型（半透過型）である。また、画像形成装置６０は、単色の画像を表示するが、これに限定するものではない。【００６１】
実施例１の光学装置１０にあっては、画像形成装置６０の画像形成領域中心点から出射された光が導光板２０と衝突する導光板２０上の点を原点Ｏ、原点Ｏを通り、第１の方向に向かう導光板２０の軸線をＸ軸、原点Ｏを通る導光板２０の厚さ方向の軸（原点Ｏを通る導光板２０の法線を含む軸）をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、第１偏向ユニットと第２偏向ユニットとは、ＹＺ平面に対称に配置されている。また、画像形成装置６０の画像形成領域中心点から出射された光は、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に対して垂直に入射する。但し、これに限定するものではなく、垂直ではない或る角度にて第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射する形態とすることもできる。【００６２】
実施例１の光学装置１０において、第１Ａ偏向部材３１はＸ方向の端部を有し、第２Ａ偏向部材４１は−Ｘ方向の端部を有し、第１Ａ偏向部材３１のＸ方向の端面と第２Ａ偏向部材４１の−Ｘ方向の端面とが接している。そして、実施例１の光学装置にあっては、具体的には、第１Ａ偏向部材３１には、画像形成装置６０から出射された光の半分が入射され、第２Ａ偏向部材４１には、画像形成装置６０から出射された光の残り半分が入射される。図１Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、第１偏向ユニットを伝播する光を細い実線で示し、第２偏向ユニットを伝播する光を細い点線で示している。また、紙面の上方から下方に向けて伝播する光を、丸印の中に「×」印を入れた記号で示す。更には、図１Ａにおいて、画像形成装置６０の画像形成領域中心点から出射され、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射し、第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３から出射される光を太い実線で示し、画像形成装置６０の画像形成領域から画角（θ）及び画角（−θ）で出射され、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射し、第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３から出射される光を太い点線で示す。また、図２及び図３において、画像形成装置６０の画像形成領域中心点から出射され、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射し、導光板２０の内部を全反射し、第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３から出射される光を太い実線で示し、画像形成装置６０の画像形成領域から画角（θ）及び画角（−θ）で出射され、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射し、導光板２０の内部を全反射し、第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３から出射される光を太い点線で示す。【００６３】
実施例１の光学装置１０において、第１Ａ偏向部材３１、第１Ｂ偏向部材３２及び第１Ｃ偏向部材３３並びに第２Ａ偏向部材４１、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３は、体積ホログラム回折格子から成る。ここで、導光板２０は、２つの平行面（第１面２１及び第２面２２）を有しており、第１面２１によって導光板２０の導光板入射面が構成され、第２面２２によって導光板２０の導光板出射面が構成されている。そして、透過型の体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１は、導光板２０の第１面２１に配設されており（具体的には、接着されており）、反射型の体積ホログラム回折格子から成る第１Ｂ偏向部材３２、第１Ｃ偏向部材３３、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３は、導光板２０の第２面２２に配設されている（具体的には、接着されている）。第１Ａ偏向部材３１、第１Ｂ偏向部材３２、第１Ｃ偏向部材３３、第２Ａ偏向部材４１、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３は、１層の回折格子層から成る。フォトポリマー材料から成る各偏向部材には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。偏向部材（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状である。干渉縞の傾斜角（スラント角）は、体積ホログラム回折格子において一定であってもよいし、体積ホログラム回折格子に入射する画像の画角の値に依存して変化させてもよい。干渉縞の傾斜角を入射する画像の画角の値に依存して変化させる場合、連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。また、第１Ａ偏向部材３１のＸ方向の端面と第２Ａ偏向部材４１の−Ｘ方向の端面との境界領域を挟んで、第１Ａ偏向部材３１の回折効率と第２Ａ偏向部材４１の回折効率とが連続的に変化するように第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１を設計することが好ましい。【００６４】
第１Ａ偏向部材３１、第２Ａ偏向部材４１に入射した光が、導光板２０の内部で全反射するためには、導光板２０の内部を伝播し、導光板２０の第１面２１あるいは第２面２２と衝突する光の第１面２１あるいは第２面２２に対する角度（入射角）は、全反射角度よりも大きな角度であることが要求される。よって、例えば、第１Ａ偏向部材３１への光の入射角は、
ｋv・ｓｉｎ（θin）＋ｍ・ｋv1-A＝ｋv・ｓｉｎ（θdiff）
を満足する必要があり、しかも、θdiffは全反射角より大きな値となることが要求される。ここで、
ｋv ・・・・入射光の波数ベクトル
θin・・・・入射角
θdiff・・・回折角
ｍ・・・・・次数
である。画像の画角に対する回折角は、後述するブラッグ条件を満たす式によって定義され、波長λと格子面のピッチｄによって決まる。ピッチｄをパラメータとした、第１Ａ偏向部材３１あるいは第２Ａ偏向部材４１への光の入射角と、第１Ａ偏向部材３１あるいは第２Ａ偏向部材４１の回折角との関係を図１４のグラフに示す。図１４中、「Ａ」はピッチｄ＝３００ｎｍのデータを示し、「Ｂ」はピッチｄ＝３２０ｎｍのデータを示し、「Ｃ」はピッチｄ＝３４０ｎｍのデータを示し、「Ｄ」はピッチｄ＝３６０ｎｍのデータを示し、「Ｅ」はピッチｄ＝３８０ｎｍのデータを示す。【００６５】
ところで、画像の画角に対する回折角θdiffは前述の式によって表される。透過型の体積ホログラム回折格子の場合、ｍの値は「−１」（−１次）であることが好ましく、入射画角は全反射角度から−９０度の回折角（図１４参照）に対応する。第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１は、それぞれ、Ｘ方向及び−Ｘ方向への画角を分担するが、担当する画角がオーバラップすることが好ましい。第１Ａ偏向部材３１あるいは第２Ａ偏向部材４１において、波長５３０ｎｍの場合のピッチｄと回折角との関係を図１４のグラフに示す。この場合、０度を境に「Ｄ」や「Ｅ」のように入射画角がオーバラップするピッチを選択することが好ましい。オーバラップする入射角が大きいほど、瞳に到達し得る画角が狭くなるが、偏向部材の幅を全反射のピッチと同等になるように設定すればよく、この場合、光源の波長分散性を考慮して偏向部材の幅を設定してもよい。例えば、導光板の厚さをＴ、導光板内を全反射する光の全反射のピッチをＰｔirとしたとき、
偏向部材の幅＝Ｐｔir＝２・Ｔ・ｔａｎ（θdiff）
の式を満たすように偏向部材の幅（具体的には、第１Ａ偏向部材３１のＸ方向に沿った幅、第２Ａ偏向部材４１の−Ｘ方向に沿った幅）を設定すればよい。例えば、ＬＥＤから成る光源の波長半値幅が３０ｎｍである場合、５００ｎｍ乃至５６０ｎｍの範囲を計算し、最小となる偏向部材の幅を設定するか、若しくは、回折角θdiffの最大角を設定することが好ましい。【００６６】
ここで、第１Ａ偏向部材３１によって偏向された光の全てが第１Ｂ偏向部材３２に入射し、
第１Ｂ偏向部材３２によって偏向された光の全てが第１Ｃ偏向部材３３に入射し、
第２Ａ偏向部材４１によって偏向された光の全てが第２Ｂ偏向部材４２に入射し、
第２Ｂ偏向部材４２によって偏向された光の全てが第２Ｃ偏向部材４３に入射することが好ましい。但し、導光板２０における光ロス分を除く。【００６７】
第１Ａ偏向部材等から第１Ｂ偏向部材等に向かって導光板２０の内部を光が全反射により伝播することで、導光板２０に入射した画像は、Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向に伸長（拡大）される。また、第１Ｂ偏向部材等から第１Ｃ偏向部材等に向かって導光板２０の内部を光が全反射により伝播することで、Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向に伸長（拡大）された画像は、更に、−Ｙ軸方向に伸長される。こうして、画像形成装置６０からの画像は、縦横方向に伸長（拡大）されて、観察者の瞳９０に到達する。また、画像形成装置６０からの平行光は、第１Ａ偏向部材等及び第１Ｂ偏向部材等によって回折され（具体的には、複数回、回折・反射され）、導光板２０の内部を全反射により伝播し、平行光のまま導光板２０から第２面２２から出射する。【００６８】
第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等の導光板２０とは対向していない面を、透明樹脂板あるいは透明樹脂フィルムで被覆し、第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等に損傷が生じることを防止する構造としてもよい。また、導光板２０の第１面２１や第２面２２に透明な保護フィルムを貼り合わせ、導光板２０を保護してもよい。【００６９】
図示した例では、第１Ａ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等の平面形状は矩形であり、
第１Ｂ偏向部材等の平面形状は等脚台形である。但し、これらの部材の平面形状はこれらに限定されない。例えば、第１Ａ偏向部材等の平面形状は円形であってもよいし、第１Ｂ偏向部材等の平面形状は矩形であってもよい。導光板２０の平面形状は、隅が切り欠かれた形状とすることもできる。【００７０】
画像形成装置６０から出射される光（単色）の波長をλ0＝５３０ｎｍとした。また、導光板２０を構成する材料を厚さ１．０ｍｍのガラス（屈折率：１．５１）、第１Ａ偏向部材等、第１Ｂ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等を構成するフォトポリマー材料の平均屈折率を１．５１とした。尚、導光板２０の厚さは、表示画像の広画角化に本質的には寄与しないが、導光板２０の厚さを薄くすることで、第１Ａ偏向部材等のサイズの縮小化を図ることができ、画像形成装置６０を構成する平行光出射光学系を小型化することができるし、導光板２０の厚さを厚くすることで、導光板２０での全反射回数を減らすことができ、反射面散乱を抑えて高画質な画像を投影可能となるので、最適な厚さの導光板２０を選択する必要がある。【００７１】
また、実施例１の光学装置１０において、
第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ａ偏向部材３１の有する波数ベクトルをｋv1-Aとし、ｋv1-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-A，ｋY1-A，ｋZ1-Aとし、第２Ａ偏向部材４１の有する波数ベクトルをｋv2-Aとし、ｋv2-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-A，ｋY2-A，ｋZ2-Aとしたとき、
ｋX1-A＋ｋX2-A＝０
ｋY1-A＝ｋY2-A
ｋZ1-A＝ｋZ2-A
を満足する。更には、
第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｃ偏向部材３３の有する波数ベクトルをｋv1-Cとし、ｋv1-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-C，ｋY1-C，ｋZ1-Cとし、第２Ｃ偏向部材４３の有する波数ベクトルをｋv2-Cとし、ｋv2-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-C，ｋY2-C，ｋZ2-Cとしたとき、
ｋX1-C＋ｋX2-C＝０
ｋY1-C＝ｋY2-C
ｋZ1-C＝ｋZ2-C
を満足するし、更には、
第１Ｂ偏向部材３２及び第２Ｂ偏向部材４２は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｂ偏向部材３２の有する波数ベクトルをｋv1-Bとし、ｋv1-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-B，ｋY1-B，ｋZ1-Bとし、第２Ｂ偏向部材４２の有する波数ベクトルをｋv2-Bとし、ｋv2-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-B，ｋY2-B，ｋZ2-Bとしたとき、
ｋX1-B＋ｋX2-B＝０
ｋY1-B＝ｋY2-B
ｋZ1-B＝ｋZ2-C
を満足する。また、更には、
ｋX1-A＋ｋX1-B＝０
ｋY1-B＋ｋY1-C＝０
ｋX2-A＋ｋX2-B＝０
ｋY2-B＋ｋY2-C＝０
を満足するし、更には、
ｋv1-A＋ｋv1-B＋ｋv1-C＝０
ｋv2-A＋ｋv2-B＋ｋv2-C＝０
を満足する。【００７２】
尚、図２、図３、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す例では、概念的に図示した波数ベクトルｋv1-A、ｋv1-B、ｋv1-Cによって形成される三角形は、直角二等辺三角形であり、例えば、第１Ａ偏向部材等及び第１Ｃ偏向部材等のグレーティング周期ｄ1及びｄ3の値は４２２ｎｍであり、第１Ｂ偏向部材等のグレーティング周期ｄ2の値は４２２ｎｍ／２1/2＝２９８ｎｍである。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す例では、不等辺三角形である。但し、波数ベクトルｋv1-A＋ｋv1-B＋ｋv1-Cによって形成される三角形は、これらの三角形に限定するものではない。【００７３】
また、画像形成装置６０から出射される光に対する第１Ａ偏向部材３１の平均回折効率をη1-A、第１Ｂ偏向部材３２の平均回折効率をη1-B、第１Ｃ偏向部材３３の平均回折効率をη1-Cとしたとき、η1-B／η1-A＜１，η1-C／η1-A＜１を満足し、画像形成装置６０から出射される光に対する第２Ａ偏向部材４１の平均回折効率をη2-A、第２Ｂ偏向部材４２の平均回折効率をη2-B、第２Ｃ偏向部材の平均回折効率をη2-Cとしたとき、η2-B／η2-A＜１，η2-C／η2-A＜１を満足する。【００７４】
図８Ａに示すように、画像形成装置６０（以下、図８Ａに示す画像形成装置を画像形成装置６０Ａと呼ぶ）は、第１構成の画像形成装置であり、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する。具体的には、画像形成装置６０Ａは、反射型空間光変調装置、及び、白色光を出射する発光ダイオードから成る光源７１から構成されている。各画像形成装置６０Ａ全体は、筐体７０（図８Ａでは、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体７０には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系、コリメート光学系７４）から光が出射される。筐体７０は、図示しない取付け部材によって、フロント部５１の上部に取り付けられている。反射型空間光変調装置は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）７３から成る。更には、光源７１からの光の一部を反射して液晶表示装置７３へと導き、且つ、液晶表示装置７３によって反射された光の一部を通過させて光学系７４へと導く偏光ビームスプリッター７２が備えられている。液晶表示装置７３は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル、液晶表示素子）を備えている。偏光ビームスプリッター７２は、周知の構成、構造を有する。光源７１から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター７２に衝突する。偏光ビームスプリッター７２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター７２において反射され、液晶表示装置７３に入射し、液晶表示装置７３の内部で反射され、液晶表示装置７３から出射される。ここで、液晶表示装置７３から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置７３から出射され、偏光ビームスプリッター７２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター７２を通過し、光学系７４へと導かれる。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター７２において反射され、光源７１に戻される。光学系７４は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系７４における焦点距離の所（位置）に画像形成装置６０Ａ（より具体的には、液晶表示装置７３）が配置されている。画像形成装置６０Ａから出射された画像は、図示しない導光手段を介して、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射する。液晶表示装置７３は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル、液晶表示素子）を備えている。【００７５】
あるいは又、図８Ｂに示すように、画像形成装置６０（以下、図８Ｂに示す画像形成装置を画像形成装置６０Ｂと呼ぶ）は、有機ＥＬ表示装置７５から構成されている。有機ＥＬ表示装置７５から出射され画像は、凸レンズ７６を通過し、平行光となって、図示しない導光手段を介して、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１へと向かう。有機ＥＬ表示装置７５は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（有機ＥＬ素子）を備えている。【００７６】
あるいは又、図８Ｃに示すように、第２構成の画像形成装置である画像形成装置６０（以下、図８Ｃに示す画像形成装置を画像形成装置６０Ｃと呼ぶ）は、
光源８１、
光源８１から出射された光を平行光とするコリメート光学系８２、
コリメート光学系８２から出射された平行光を走査する走査手段８４、及び、
走査手段８４によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系８５、
から構成されている。尚、画像形成装置６０Ｃ全体が筐体７０（図８Ｃでは、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体７０には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系８５から光が出射される。そして、筐体７０は、図示しない取付け部材によって、フロント部５１の上部に取り付けられている。光源８１は、緑色を発光する発光素子（ＬＥＤ）から構成されている。そして、光源８１から出射された光は、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系８２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー８３で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳから成る走査手段８４によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、画像形成装置６０Ａと同じとすることができる）が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系（平行光出射光学系）８５を通過し、図示しない導光手段を介して、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射する。【００７７】
図９Ａに概念図を示すように、光学装置は１つの画像形成装置６０（６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ）を備えており、画像形成装置６０から出射された画像を、レンズ７４，７６，８５（図面においては参照番号１０１で表す）によって集光し、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射させてもよい。画像生成装置６０から出射された画像は、レンズ１０１を介して、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１に入射される。このとき、レンズ１０１のＸ軸方向の入射瞳径は、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１のＸ軸方向の幅よりも大きいことが好ましく、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１のＸ軸方向の幅と同じであることが一層好ましい。あるいは又、図９Ｂに概念図を示すように、光学装置は２つの画像形成装置６０1，６０2を備えており、一方の画像形成装置６０1から出射された画像を、レンズ７４，７６，８５（図面においては参照番号１１１で表す）によって集光し、ハーフミラー１１３を介して第１Ａ偏向部材３１に入射させ、他方の画像形成装置６０2から出射された画像を、レンズ７４，７６，８５（図面においては参照番号１１２で表す）によって集光し、ハーフミラー１１３によって反射させ、第２Ａ偏向部材４１に入射させてもよい。尚、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１以外の偏向部材の図示を省略した。【００７８】
フレーム５０は、観察者の正面に配置されるフロント部５１（リム５１’を備えている）と、フロント部５１の両端に蝶番５２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部５３と、各テンプル部５３の先端部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）５４から成る。また、ノーズパッド５１”が取り付けられている。即ち、フレーム５０及びノーズパッド５１”の組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、前述したとおり、各筐体７０が、図示しない取付け部材によって、フロント部５１に取り付けられている。フレーム５０は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体７０は、取付け部材によってフロント部５１に着脱自在に取り付けられていてもよい。【００７９】
更には、一方の画像形成装置６０から延びる配線（信号線や電源線等であり、一部は図示していない）５５が、テンプル部５３、及び、モダン部５４の内部を介して、モダン部５４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）５８に接続されている。更には、各画像形成装置６０はヘッドホン部５６を備えており、各画像形成装置６０から延びるヘッドホン部用配線５７が、テンプル部５３、及び、モダン部５４の内部を介して、モダン部５４の先端部からヘッドホン部５６へと延びている。ヘッドホン部用配線５７（一部は図示していない）は、より具体的には、モダン部５４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５６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５６やヘッドホン部用配線５７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、すっきりとした表示装置とすることができる。【００８０】
実施例１の光学装置、実施例１の画像表示装置を構成する光学装置、実施例１の表示装置を構成する光学装置は第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、画像形成装置から出射された画像の一部（例えば、半分）は第１偏向ユニットに入射し、画像形成装置から出射された画像の少なくとも残部（例えば、残りの半分）は第２偏向ユニットに入射する。即ち、画像が、第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材によって、一種、分割される。そして、これらの分割された画像は、最終的に第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットから出射され、合成されて、即ち、第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から出射された画像が合成されて、観察者の瞳に到達する。従って、従来の光学装置における画像の画角の例えば２倍とすることができる。即ち、一層の広画角化を図り得る構成、構造を有する光学装置、斯かる光学装置を備えた画像表示装置、及び、斯かる画像表示装置を備えた表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の光学装置を上方から眺めた模式図を図５Ａに示すように、画像形成装置６０から出射され、第１Ａ偏向部材３１に入射された光の一部分は、第２Ａ偏向部材４１に入射される。即ち、第１Ａ偏向部材３１と第２Ａ偏向部材４１とは、部分的に重なっている。具体的には、第１Ａ偏向部材３１はＸ方向の端部を有し、第２Ａ偏向部材４１は−Ｘ方向の端部を有するが、第１Ａ偏向部材３１のＸ方向の端部と第２Ａ偏向部材４１の−Ｘ方向の端部とが重なっている。図示した例では、支持部材２３が導光板２０の第１面２１上に配設されており、第２Ａ偏向部材４１の−Ｘ方向の端面は支持部材２３と接しており、第１Ａ偏向部材３１は、第２Ａ偏向部材４１及び支持部材２３の上に配置されている。第１Ａ偏向部材３１を通過し、第２Ａ偏向部材４１によって回折・反射される光は、第１Ａ偏向部材３１におけるブラッグ条件を満足していないので、第１Ａ偏向部材３１において回折・反射されない。【００８２】
即ち、具体的には、実施例２において、画像形成装置６０から出射された光にあっては、
（１）光学装置の第１偏向ユニットに侵入する。
（２）光学装置の第１偏向ユニットに侵入することなく、第２偏向ユニットに侵入する。
（３）光学装置の第１偏向ユニットに侵入し、第１偏向ユニットを通過し、第２偏向ユニットに侵入する。
の３態様が存在する。ここで、（３）の場合、光学装置の第１偏向ユニットに侵入した光は、第１Ａ偏向部材３１、第１Ｂ偏向部材３２及び第１Ｃ偏向部材３３を伝播し、且つ、光学装置の第１偏向ユニットを通過し、第２偏向ユニットに侵入した光は、第２Ａ偏向部材４１、第２Ｂ偏向部材４２及び第２Ｃ偏向部材４３を伝播する。【００８３】
ここで、体積ホログラム回折格子には、傾斜角（スラント角）φを有する干渉縞が形成されている。傾斜角φとは、体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。反射型の体積ホログラム回折格子におけるブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。【００８４】
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ）    （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ）          （Ｂ）【００８５】
このように、第１Ａ偏向部材３１と第２Ａ偏向部材４１とを部分的に重ならせることで、画像の中央部において画像に切れ目が生じることを、確実に防止することができる。【００８６】
また、第１Ａ偏向部材３１と第２Ａ偏向部材４１における回折角の範囲、並びに、第１Ｃ偏向部材３３と第２Ｃ偏向部材４３における回折角の範囲が重複するように、ピッチｄを選択し、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１のピッチｄを同一とし、第１Ｂ偏向部材３２及び第２Ｂ偏向部材４２のピッチｄを同一とし、第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３のピッチｄを同一とし、第１Ａ偏向部材３１及び第２Ａ偏向部材４１の回折角範囲と第１Ｃ偏向部材３３及び第２Ｃ偏向部材４３の回折角範囲とに重なりを持たせることで、回折効率の向上を図ることができる。【００８７】
以上の点を除き、実施例２の光学装置、画像表示装置及び表示装置の構成、構造は、実施例１の光学装置、画像表示装置及び表示装置の構成、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。
【実施例３】
【００８８】
実施例３は、実施例１〜実施例２の変形である。実施例３の光学装置を上方から眺めた模式図を図５Ｂに示すように、第１Ａ偏向部材３１と第１Ｂ偏向部材３２とは積層されており、第２Ａ偏向部材４１と第２Ｂ偏向部材４２とは積層されている。また、図示した例では、実施例２と同様に、画像形成装置６０から出射され、第１Ａ偏向部材３１に入射された光の一部分は、第２Ａ偏向部材４１に入射される。即ち、第１Ａ偏向部材３１と第２Ａ偏向部材４１とは、部分的に重なっている。第１Ａ偏向部材３１及び第１Ｂ偏向部材３２を通過し、第２Ａ偏向部材４１によって回折・反射される光は、第１Ａ偏向部材３１及び第１Ｂ偏向部材３２におけるブラッグ条件を満足していないので、第１Ａ偏向部材３１及び第１Ｂ偏向部材３２において回折・反射されない。即ち、或る偏向部材を通過した光は、この光が入射する他の偏向部材において、ブラッグ条件を満足すれば回折・反射されるし、ブラッグ条件を満足しなければ回折・反射されない。【００８９】
以上の点を除き、実施例３の光学装置、画像表示装置及び表示装置の構成、構造は、実施例１〜実施例２の光学装置、画像表示装置及び表示装置の構成、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。【００９０】
尚、第１Ｂ偏向部材３２と第１Ｃ偏向部材３３とは積層されており、第２Ｂ偏向部材４２と第２Ｃ偏向部材４３とは積層されている形態とすることができるし、第１Ａ偏向部材３１と第１Ｂ偏向部材３２と第１Ｃ偏向部材３３とは積層されており、第２Ａ偏向部材４１と第２Ｂ偏向部材４２と第２Ｃ偏向部材４３とは積層されている形態とすることもできる。【００９１】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示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表示装置（頭部装着型ディスプレイ）、画像表示装置、光学装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。偏向部材を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。また、本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、光学装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、光学装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。画像表示装置は調光装置を備えていてもよい。即ち、光学装置は、調光装置の少なくとも一部分と重なっていてもよい。より具体的には、光学装置の少なくとも第１Ｃ偏向部材等は、調光装置と重なっていることが好ましい。【００９２】
１枚の体積ホログラム回折格子を構成する材料に、第１Ａ偏向部材等と第１Ｂ偏向部材等とを形成してもよいし、第１Ａ偏向部材等と第１Ｃ偏向部材等とを形成してもよいし、第１Ｂ偏向部材等と第１Ｃ偏向部材等とを形成してもよいし、第１Ａ偏向部材等と第１Ｂ偏向部材等と第１Ｃ偏向部材等と第１Ｂ偏向部材等とを形成してもよい。導光板にインプリント法やエッチング法に基づきホログラム領域を形成してもよい。【００９３】
実施例においては、画像形成装置６０は、単色（例えば、緑色）の画像を表示するとして説明したが、画像形成装置６０はカラー画像を表示することもでき、この場合、光源を、例えば、赤色、緑色、青色のそれぞれを出射する光源から構成すればよい。具体的には、例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれから出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得ればよい。そして、図１２Ａに光学装置の概念図を示すように、第１導光板には、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｒ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｒ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｒを配し、第２導光板に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｇ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｇ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｇを配し、第３導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｂを配し、これらの第１導光板、第２導光板及び第３導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、図１２Ｂに光学装置の概念図を示すように、第１導光板の一方の面には、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｒ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｒ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｒを配し、第１導光板の他方の面には、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｇ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｇ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｇを配し、第２導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｂを配し、これらの第１導光板及び第２導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、図１２Ｃに光学装置の概念図を示すように、第１導光板の一方の面には、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｇ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｇ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｇを配し、更に、これらの偏向部材の上に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折・反射させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｒ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｒ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｒを積層し、第１導光板の他方の面に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させる体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１Ａ偏向部材等３１Ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２Ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３Ｂを配する構造を採用してもよい。【００９４】
あるいは又、実施例１において説明した光学装置の変形例の概念図を、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、図１３Ｅ、図１３Ｆ、図１３Ｇ及び図１３Ｈを参照して以下に説明するように、変形することも可能である。即ち、図１３Ａに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ｂ偏向部材等３２ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｂに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｃに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａ、第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配してもよい。あるいは又、図１３Ｄに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｅに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａ、第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｆに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｇに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａ、第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ｂ偏向部材等３２ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３ｂを配してもよい。あるいは又、図１３Ｈに示すように、導光板の第１面に透過型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ａ、第１Ｂ偏向部材等３２ａ及び第１Ｃ偏向部材等３３ａを配し、導光板の第２面に反射型体積ホログラム回折格子から成る第１Ａ偏向部材等３１ｂ、第１Ｂ偏向部材等３２ｂ及び第１Ｃ偏向部材等３３ｂを配してもよい。【００９５】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《表示装置》
画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置であって、
導光板、並びに、第１偏向ユニット及び第２偏向ユニットを備えており、
第１偏向ユニットは、第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材から構成されており、
第２偏向ユニットは、第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材から構成されており、
第１Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の一部が入射され、
第１Ａ偏向部材に入射した光は、第１Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｂ偏向部材に入射し、第１Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第１Ｃ偏向部材に入射し、第１Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第２Ａ偏向部材には、画像形成装置から出射された光の少なくとも残部が入射され、
第２Ａ偏向部材に入射した光は、第２Ａ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｂ偏向部材に入射し、第２Ｂ偏向部材によって偏向され、導光板の内部で全反射されて第２Ｃ偏向部材に入射し、第２Ｃ偏向部材によって偏向され、観察者の瞳に向けて出射され、
第１Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第１の方向、第２Ａ偏向部材によって偏向された光の伝播方向を導光板へ正射影したときの方向を第２の方向としたとき、第１の方向は第２の方向と逆方向である光学装置。
［Ａ０２］画像形成装置の画像形成領域中心点から出射された光が導光板と衝突する導光板上の点を原点、原点を通り、第１の方向に向かう導光板の軸線をＸ軸、原点を通る導光板の厚さ方向の軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、第１偏向ユニットと第２偏向ユニットとは、ＹＺ平面に対称に配置されている［Ａ０１］に記載の光学装置。
［Ａ０３］第１Ａ偏向部材及び第２Ａ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Aとし、ｋv1-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-A，ｋY1-A，ｋZ1-Aとし、第２Ａ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Aとし、ｋv2-AのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-A，ｋY2-A，ｋZ2-Aとしたとき、
ｋX1-A＋ｋX2-A＝０
ｋY1-A＝ｋY2-A
ｋZ1-A＝ｋZ2-A
を満足する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０４］第１Ｃ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Cとし、ｋv1-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-C，ｋY1-C，ｋZ1-Cとし、第２Ｃ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Cとし、ｋv2-CのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-C，ｋY2-C，ｋZ2-Cとしたとき、
ｋX1-C＋ｋX2-C＝０
ｋY1-C＝ｋY2-C
ｋZ1-C＝ｋZ2-C
を満足する［Ａ０３］に記載の光学装置。
［Ａ０５］第１Ｂ偏向部材及び第２Ｂ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
第１Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv1-Bとし、ｋv1-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX1-B，ｋY1-B，ｋZ1-Bとし、第２Ｂ偏向部材の有する波数ベクトルをｋv2-Bとし、ｋv2-BのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をｋX2-B，ｋY2-B，ｋZ2-Bとしたとき、
ｋX1-B＋ｋX2-B＝０
ｋY1-B＝ｋY2-B
ｋZ1-B＝ｋZ2-C
を満足する［Ａ０４］に記載の光学装置。
［Ａ０６］ｋv1-A＋ｋv1-B＋ｋv1-C＝０
ｋv2-A＋ｋv2-B＋ｋv2-C＝０
を満足する［Ａ０５］に記載の光学装置。
［Ａ０７］画像形成装置から出射され、第１Ａ偏向部材に入射された光の一部分は、第２Ａ偏向部材に入射される［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０８］第１Ａ偏向部材と第２Ａ偏向部材とは部分的に重なっている［Ａ０７］に記載の光学装置。
［Ａ０９］第１Ａ偏向部材と第１Ｂ偏向部材とは積層されており、
第２Ａ偏向部材と第２Ｂ偏向部材とは積層されている［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１０］第１Ａ偏向部材、第１Ｂ偏向部材及び第１Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第１Ａ偏向部材の平均回折効率をη1-A、第１Ｂ偏向部材の平均回折効率をη1-B、第１Ｃ偏向部材の平均回折効率をη1-Cとしたとき、
η1-B／η1-A＜１
η1-C／η1-A＜１
を満足し、
第２Ａ偏向部材、第２Ｂ偏向部材及び第２Ｃ偏向部材は、体積ホログラム回折格子から成り、
画像形成装置から出射される光に対する第２Ａ偏向部材の平均回折効率をη2-A、第２Ｂ偏向部材の平均回折効率をη2-B、第２Ｃ偏向部材の平均回折効率をη2-Cとしたとき、
η2-B／η2-A＜１
η2-C／η2-A＜１
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０１］《画像表示装置》
画像形成装置、及び、
画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の光学装置から成る画像表示装置。
［Ｃ０１］《表示装置》
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置を備えており、
光学装置は、［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の光学装置から成る表示装置。
【符号の説明】
【００９６】
１０・・・光学装置、１１・・・画像表示装置、２０・・・導光板、２１・・・導光板の第１面、２２・・・導光板の第２面、２３・・・支持部材、３１・・・第１Ａ偏向部材、３２・・・第１Ｂ偏向部材、３３・・・第１Ｃ偏向部材、４１・・・第２Ａ偏向部材、４２・・・第２Ｂ偏向部材、４３・・・第２Ｃ偏向部材、５０・・・フレーム、５１・・・フロント部、５１’・・・リム、５１”・・・ノーズパッド、５２・・・蝶番、５３・・・テンプル部、５４・・・モダン部、５５・・・配線（信号線や電源線等）、５６・・・ヘッドホン部、５７・・・ヘッドホン部用配線、５８・・・制御装置（制御回路、制御手段）、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ・・・画像形成装置、７０・・・筐体、７１・・・光源、７２・・・偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、７３・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、７４・・・有機ＥＬ表示装置、７５・・・有機ＥＬ表示装置、７６・・・凸レンズ、８１・・・光源、８２・・・コリメート光学系、８３・・・全反射ミラー、８４・・・走査手段、８５・・・リレー光学系、９０・・・観察者の瞳
【図１】
2019176438.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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