JP2014153645A - 画像表示装置および画像表示装置の表示制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シースルー型の頭部装着型画像表示装置において、従来に比し使い勝手を向上させることができる画像表示装置および画像表示装置の表示制御方法を提供すること。
【解決手段】画像表示装置１は、観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部４と、使用される時における観察者の頭部の動きを検知する検知部３５と、検知部３５が検知した動きに基づいて、画像形成部４を制御する制御部３３と、を備え、制御部３３は、検知部３５が検知した動きが所定量よりも大きいときに、虚像の表示位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示装置の表示制御方法に関する。

観察者の頭部に装着して使用され、観察者が視認する画像を虚像として表示するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mount Display）が実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。
このようなヘッドマウントディスプレイとしては、観察者が外界像と虚像とを重畳して視認することができる、いわゆるシースルー型のヘッドマウントディスプレイが知られている。

このようなシースルー型のヘッドマウントディスプレイでは、虚像の鑑賞中に外界の所定の物体を注視しようと、顔の向きを変えても、虚像の表示位置が常に視線の真正面となると、使い勝手が悪い。
そこで、特許文献１に記載されているように、ＨＭＤ本体の動きを検知し、その検知したＨＭＤ本体の動きと逆方向に虚像の表示位置を移動させることが考えられる。

特開平８−１９００４号公報

しかし、特許文献１に記載のヘッドマウントディスプレイでは、外界像の所定位置に対して虚像の表示位置が固定するように、虚像の表示位置を移動させるため、ＨＭＤ本体が動くと、常にＨＭＤ本体の動きに応じて虚像の表示位置が移動してしまう。
したがって、観察者が虚像の鑑賞を継続したまま顔の向きを変えたい場合でも、虚像の表示位置が視線の真正面から外れてしまう。そのため、観察者にとって、かえって使い勝手の悪いものとなってしまう場合があった。
本発明の目的は、シースルー型の頭部装着型画像表示装置において、従来に比し使い勝手を向上させることができる画像表示装置および画像表示装置の表示制御方法を提供することにある。

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、観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
前記観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
前記使用される時における前記観察者の前記頭部の動きを検知する検知部と、
前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする。
このような画像表示装置によれば、虚像を外界像と重畳させて観察者に視認させる画像表示装置において、所望時に、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置では、前記検知部は、前記頭部の動きとして、前記頭部の所定軸周りの角速度を検知することが好ましい。
これにより、検知部が観察者の頭部の向きの変化を検知することができる。そのため、制御部が観察者の頭部の向きの変化に基づいて第１状態から第２状態へ切り換えることができる。

本発明の画像表示装置では、前記検知部は、前記頭部の互いに交差する方向の３つの軸周りの角速度をそれぞれ検知し、
前記制御部は、前記３つの軸周りの角速度の総和が所定値以上であるときに、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいと判断することが好ましい。
これにより、観察者の頭部の動きが所定量よりも大きいか否かの判断をより確実に行うことができる。

本発明の画像表示装置では、前記所定値をω_０［ｒａｄ／ｓｅｃ］とし、前記虚像を表示可能な領域の画角をθ_０［ｒａｄ］としたとき、
ω_０＞θ_０／０．５の関係を満たすことが好ましい。
これにより、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。
本発明の画像表示装置では、前記制御部は、基準位置に前記虚像を表示する第１状態と、前記基準位置と異なる位置に前記虚像を表示する第２状態とを含む複数の状態を切り換え可能であり、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいか否かを判断し、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいと判断したときに、前記第１状態から前記第２状態へ切り換えることが好ましい。
これにより、所望時に第２状態とすることにより、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高めることができる。また、それ以外の時に第１状態とすることにより、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止することができる。

本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記第１状態から前記第２状態へ切り換えの後、所定時間経過後に、前記虚像の表示位置が前記基準位置に漸近するように前記第２状態から前記第１状態へ切り換えることが好ましい。
これにより、虚像の表示位置が第２状態から第１状態へ変化する際に観察者が感じる違和感を低減することができる。

本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への切り換えにおいて、前記虚像の表示位置が前記基準位置へ漸近する際の移動速度は、前記検知部が前記所定量よりも大きい動きを検知したときの前記検知部が検知した動きに比例することが好ましい。
これにより、虚像の表示位置が第２状態から第１状態へ変化する際に観察者が感じる違和感を効果的に低減することができる。

本発明の画像表示装置では、前記所定時間は、０．５秒以上であることが好ましい。
人間が視覚により物体を認識可能な時間は、一般に、最短で０．５秒程度と言われている。したがって、かかる時間以上の時間長さに亘って第２状態となっていれば、第２状態において、観察者が外界像を確実に視認することができる。よって、第２状態における外界像の視認性を優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置では、前記所定時間は、調整可能であることが好ましい。
これにより、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。
本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への切り換えを、前記虚像の表示位置が前記基準位置に段階的に漸近するように行うことが好ましい。
これにより、第２状態から第１状態へ切り換わる間の外界像の視認性を高めることができる。

本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記第２状態において、前記検知部が検知した動きと逆方向となる位置に前記虚像を表示することが好ましい。
これにより、第２状態において、虚像が外界像と一体化されたような表示を行うことができる。
本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記検知部が検知した動きに基づいて、前記観察者の頭部の前記第１状態からの回転角度を求め、前記第２状態において、前記回転角度が所定角度以上であるとき、前記虚像の表示位置を前記虚像が表示可能な領域の端部に固定することが好ましい。
これにより、第２状態において、虚像の視認を可能としつつ、外界像の視認性を優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記第２状態の前記虚像の大きさを、前記第１状態の前記虚像の大きさに対して所定の圧縮比で縮小することが好ましい。
これにより、第２状態において、虚像の視認を可能としつつ、外界像の視認性をより優れたものとすることができる。
本発明の画像表示装置では、前記圧縮比は、変更可能であることが好ましい。
これにより、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置では、前記制御部は、前記圧縮比を前記回転角度に比例して変更することが好ましい。
これにより、観察者にとっての使い勝手を特に優れたものとすることができる。
本発明の画像表示装置では、前記圧縮比は、前記虚像を表示可能な領域の画角をθ_０［ｒａｄ］とし、前記観察者の頭部の前記回転角度をθ_２としたとき、θ_２／θ_０よりも大きいことが好ましい。
これにより、第２状態において、虚像の視認を可能としつつ、外界像の視認性を特に優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置では、前記画像形成部は、光反射性を有する光反射部を備える可動部を、互いに直交する２つの軸周りにそれぞれ揺動させる光スキャナーを有することが好ましい。
これにより、画像形成部の小型化および軽量化を図ることができる。その結果、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置は、観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
前記観察者の頭部の動きを検知する検知部と、
前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする。
このような画像表示装置によれば、虚像を外界像と重畳させて観察者に視認させる画像表示装置において、所望時に、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置は、観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
前記観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
前記画像表示装置の動きを検知する検知部と、
前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする。
このような画像表示装置によれば、虚像を外界像と重畳させて観察者に視認させる画像表示装置において、所望時に、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

本発明の画像表示装置の表示制御方法は、観察者が視認可能な画像として虚像を基準位置に形成する第１画像形成工程と、
前記観察者の頭部の動きを検知し、その検知した動きが所定量よりも大きいか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程で前記所定量よりも大きいと判断したときに、前記虚像の表示位置を前記基準位置から変更して、前記虚像を形成する第２画像形成工程と、を有することを特徴とする。
このような画像表示装置の表示制御方法によれば、虚像を外界像と重畳させて観察者に視認させる画像表示装置の表示制御方法において、所望時に、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

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１に示す画像表示装置の制御ユニットの概略構成図である。 図２に示す駆動信号生成部の駆動信号の一例を示す図である。 図１に示す画像表示装置の画像形成部の概略構成を示す模式図である。 図４に示す画像形成部の光スキャナーの平面図である。 図５に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。 観察者の頭部の動きを説明するための図である。 図１に示す画像表示装置の作用（虚像の表示位置の変化）を説明するための図である。 図７（ａ）に示す観察者の頭部の動きと虚像の表示位置との関係を説明するための図である。 虚像を表示可能な領域の画角を説明するための図である。 図１に示す画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の作用（虚像の表示位置および大きさの変化）を説明するための図である。

以下、本発明の画像表示装置および画像表示装置の表示制御方法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。
＜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、図２は、図１に示す画像表示装置の制御ユニットの概略構成図、図３は、図２に示す駆動信号生成部の駆動信号の一例を示す図である。また、図４は、図１に示す画像表示装置の画像形成部の概略構成を示す模式図、図５は、図４に示す画像形成部の光スキャナーの平面図、図６は、図５に示す光スキャナーの断面図（Ｘ軸に沿った断面図）である。また、図７は、観察者の頭部の動きを説明するための図、図８は、図１に示す画像表示装置の作用（虚像の表示位置の変化）を説明するための図、図９は、図７（ａ）に示す観察者の頭部の動きと虚像の表示位置との関係を説明するための図、図１０は、虚像を表示可能な領域の画角を説明するための図、図１１は、図１に示す画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。

なお、図１、図７および図９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「＋側」、基端側を「−側」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。
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を観察者の頭部Ｈに装着した際に、ある基準時において、Ｘ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｙ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｚ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。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を観察者の頭部Ｈに装着した際に、ある基準時において、Ｘ軸方向が虚像の表示面（画面）の縦方向（垂直走査方向）、Ｙ軸方向が虚像の表示面の横方向（水平走査方向）、Ｚ軸方向が虚像の表示面に対して垂直な方向となるように設定されている。

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、観察者の頭部Ｈに装着して使用され、観察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ものである。
この画像表示装置１は、フレーム２と、フレーム２に支持された制御ユニット３および画像形成部４とを備える。

このような画像表示装置１では、制御ユニット３からの信号に基づいて画像形成部４が作動し、画像形成部４が観察者の右側の眼ＥＹに向けて光を２次元的に走査することにより、観察者が視認し得る虚像を形成する。
なお、本実施形態では、画像形成部４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、画像形成部４と同様の構成の画像形成部をフレーム２の左側に設けることによって、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。

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、制御ユニット３および画像形成部４を支持する機能を有する。
また、フレーム２は、図１に示すように、画像形成部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。

ノーズパッド部２１は、使用時に観察者の鼻ＮＳに当接して、画像表示装置１を観察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。
このノーズパッド部２１は、使用時における観察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。
なお、フレーム２の形状は、観察者の頭部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。

（制御ユニット）
図１に示すように、制御ユニット３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に取り付けられている。
すなわち、制御ユニット３は、使用時に観察者の耳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。

この制御ユニット３は、後述する画像形成部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。
このような制御ユニット３は、図２に示すように、信号光生成部３１と、駆動信号生成部３２と、制御部３３と、レンズ３４と、検知部３５と、調整部３６とを備える。
信号光生成部３１は、後述する画像形成部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。

この信号光生成部３１は、波長の異なる複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと、複数の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと、光合成部（合成部）３１３とを有する。
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。

このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ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を用いることができる。
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。
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。
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から出射された３つ（３色）の光は、光合成部３１３に入射する。

光合成部３１３は、複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ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画像形成部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、フレーム２のテンプル部に沿って設けられた１本の光ファイバー７を介して制御ユニット３から画像形成部４へ信号光を伝送することができる。

本実施形態では、光合成部３１３は、２つのダイクロイックミラー３１３ａ、３１３ｂを有する。
ダイクロイックミラー３１３ａは、赤色光を透過させるとともに緑色光を反射する機能を有する。また、ダイクロイックミラー３１３ｂは、赤色光および緑色光を透過させるとともに青色光を反射する機能を有する。

このようなダイクロイックミラー３１３ａ、３１３ｂを用いることにより、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂからの赤色光、緑色光および青色光の３色の光を合成して、信号光を形成する。
本実施形態では、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂからの赤色光、緑色光および青色光の光路長が互いに等しくなるように、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂが配置されている。

なお、光合成部３１３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、光導波路、光ファイバー等で構成されていてもよい。
このような信号光生成部３１で生成した信号光は、レンズ３４を介して光ファイバー７に入力される。そして、かかる信号光は、光ファイバー７を介して、後述する画像形成部４の光走査部４２に伝送される。
このように信号光生成部３１で生成した信号光を光走査部４２へ導光する光ファイバー７を用いることにより、信号光生成部３１の設置位置の自由度が増す。

ここで、レンズ３４は、信号光生成部３１で生成した信号光を光ファイバー７に入力するために集光するものである。なお、レンズ３４は、必要に応じて設ければよく、省略することができる。また、例えば、レンズ３４に代えて、各光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと光合成部３１３との間にレンズを設けることによっても、信号光を光ファイバー７に入力することができる。

駆動信号生成部３２は、後述する画像形成部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。
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。

例えば、駆動回路３２１は、図３（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の駆動信号Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させるものであり、駆動回路３２２は、図３（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の駆動信号Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させるものである。
なお、第１の駆動信号および第２の駆動信号については、後に詳述する。

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、後述する画像形成部４の光走査部４２に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、後述する画像形成部４の光走査部４２に入力される。
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に電気的に接続されている。

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、画像形成部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。

また、制御部３３は、検知部３５の検知結果に基づいて、画像形成部４の駆動を制御し得るように構成されている。特に、制御部３３は、画像表示装置１の動き（より具体的には観察者の頭部Ｈの動き）が所定量よりも大きいときに、虚像の表示位置を変更する。
検知部３５は、使用時における観察者の頭部Ｈの動きを検知する機能を有する。なお、検知部３５の構成および虚像の表示位置の変更については、画像表示装置１の作用の説明とともに後に詳述する。

また、制御部３３には、調整部３６が電気的に接続されており、制御部３３は、調整部３６の操作に基づいて、各種設定を調整・変更し得るように構成されている。
調整部３６は、例えば、観察者が操作可能なタッチパネル、ボタン、スイッチ等の操作部を有し、制御ユニット３の設定条件を変更する機能を有する。例えば、調整部３６は、予め複数の設定条件が設定されており、操作部の操作により、複数の設定条件から任意の１つの設定条件を選択・設定する。

（画像形成部）
図１に示すように、画像形成部４は、前述したフレーム２の一方側（本実施形態では右側）の部分に取り付けられている。
すなわち、画像形成部４は、使用時に観察者の一方（右側）の眼ＥＹの前方に位置するように配置されている。

画像形成部４は、観察者が視認可能な画像として虚像を形成する機能（眼ＥＹの網膜で結像する画像光（走査光）を出射する機能）を有する。
この画像形成部４は、図４に示すように、光走査部４２と、レンズ４３（カップリングレンズ）と、反射部４４とを備える。
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。

この光走査部４２は、図５に示すように、可動ミラー部１１と、１対の軸部１２ａ、１２ｂ（第１の軸部）と、枠体部１３と、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（第２の軸部）と、支持部１５と、永久磁石１６と、コイル１７とを備える。言い換えれば、光走査部４２はいわゆるジンバル構造を有している。
ここで、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂは、Ｙ１軸（第１の軸）周りに揺動（往復回動）する第１の振動系を構成する。また、可動ミラー部１１、２対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、１対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石１６は、Ｘ１軸（第２の軸）周りに揺動（往復回動）する第２の振動系を構成する。
また、光走査部４２は、信号重畳部１８を有しており（図６参照）、永久磁石１６、コイル１７、信号重畳部１８および駆動信号生成部３２は、前述した第１の振動系および第２の振動系を駆動（すなわち、可動ミラー部１１をＸ１軸およびＹ１軸周りに揺動）させる駆動部を構成する。

以下、光走査部４２の各部を順次詳細に説明する。
可動ミラー部１１は、基部１１１（可動部）と、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定された光反射板１１３とを有する。
光反射板１１３の上面（一方の面）には、光反射性を有する光反射部１１４が設けられている。
この光反射板１１３は、軸部１２ａ、１２ｂに対して厚さ方向に離間するとともに、厚さ方向からみたときに（以下、「平面視」ともいう）軸部１２ａ、１２ｂと重なって設けられている。

そのため、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くしつつ、光反射板１１３の板面の面積を大きくすることができる。また、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を短くすることができることから、枠体部１３の小型化を図ることができる。さらに、枠体部１３の小型化を図ることができることから、軸部１４ａ、１４ｂと軸部１４ｃ、１４ｄとの間の距離を短くすることできる。

このようなことから、光反射板１１３の板面の面積を大きくしても、光走査部４２の小型化を図ることができる。言い換えると、光反射部１１４の面積に対する光走査部４２の大きさを小さくすることができる。
また、光反射板１１３は、平面視にて、軸部１２ａ、１２ｂの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部１２ａ、１２ｂで反射して迷光となるのを防止することができる。

また、光反射板１１３は、平面視にて、枠体部１３の全体を覆うように形成されている。言い換えると、枠体部１３は、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が枠体部１３で反射して迷光となるのを防止することができる。

さらに、光反射板１１３は、平面視にて、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの全体を覆うように形成されている。言い換えると、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。これにより、光反射板１１３の板面の面積が大きくなり、その結果、光反射部１１４の面積を大きくすることができる。また、不要な光が軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで反射して迷光となるのを防止することができる。

本実施形態では、光反射板１１３は、平面視にて、円形をなしている。なお、光反射板１１３の平面視形状は、これに限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
このような光反射板１１３の下面（他方の面）には、図６に示すように、硬質層１１５が設けられている。

硬質層１１５は、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料で構成されている。これにより、光反射板１１３の剛性を高めることができる。そのため、光反射板１１３の揺動時における撓みを防止または抑制することができる。また、光反射板１１３の厚さを薄くし、光反射板１１３のＸ１軸およびＹ１軸周りの揺動時における慣性モーメントを小さくすることができる。

このような硬質層１１５の構成材料としては、光反射板１１３本体の構成材料よりも硬質な材料であれば、特に限定されず、例えば、ダイヤモンド、カーボンナイトライド膜、水晶、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウムなどを用いることができるが、特に、ダイヤモンドを用いるのが好ましい。
硬質層１１５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１〜１０μｍ程度であるのが好ましく、１〜５μｍ程度であるのがさらに好ましい。

また、硬質層１１５は、単層で構成されていてもよいし、複数の層の積層体で構成されていてもよい。なお、硬質層１１５は、必要に応じて設けられるものであり、省略することもできる。
このような硬質層１１５の形成には、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射、シート状部材の接合等を用いることができる。
また、光反射板１１３の下面は、スペーサー１１２を介して基部１１１に固定されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３および軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの接触を防止しつつ、光反射板１１３をＹ１軸周りに揺動させることができる。

また、基部１１１は、それぞれ、平面視にて、光反射板１１３の外周に対して内側に位置している。すなわち、光反射板１１３の光反射部１１４が設けられる面（板面）の面積は、基部１１１のスペーサー１１２が固定される面の面積よりも大きい。また、基部１１１の平面視での面積は、基部１１１がスペーサー１１２を介して光反射板１１３を支持することができれば、できるだけ小さいのが好ましい。これにより、光反射板１１３の板面の面積を大きくしつつ、軸部１２ａと軸部１２ｂとの間の距離を小さくすることができる。

枠体部１３は、図５に示すように、枠状をなし、前述した可動ミラー部１１の基部１１１を囲んで設けられている。言い換えると、可動ミラー部１１の基部１１１は、枠状をなす枠体部１３の内側に設けられている。
そして、枠体部１３は、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して支持部１５に支持されている。また、可動ミラー部１１の基部１１１は、軸部１２ａ、１２ｂを介して枠体部１３に支持されている。

また、枠体部１３は、Ｙ１軸に沿った方向での長さがＸ１軸に沿った方向での長さよりも長くなっている。すなわち、Ｙ１軸に沿った方向における枠体部１３の長さをａとし、Ｘ１軸に沿った方向における枠体部１３の長さをｂとしたとき、ａ＞ｂなる関係を満たす。これにより、軸部１２ａ、１２ｂに必要な長さを確保しつつ、Ｘ１軸に沿った方向における光走査部４２の長さを短くすることができる。

また、枠体部１３は、平面視にて、可動ミラー部１１の基部１１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂからなる構造体の外形に沿った形状をなしている。これにより、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成された第１の振動系の振動、すなわち、可動ミラー部１１のＹ１軸周りの揺動を許容しつつ、枠体部１３の小型化を図ることができる。
なお、枠体部１３の形状は、可動ミラー部１１の基部１１１を囲む枠状であれば、図示のものに限定されない。

軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。
そして、軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１をＹ１軸（第１の軸）周りに回動（揺動）可能とするように、可動ミラー部１１と枠体部１３を連結している。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３をＹ１軸に直交するＸ１軸（第２の軸）周りに回動（揺動）可能とするように、枠体部１３と支持部１５を連結している。

軸部１２ａ、１２ｂは、可動ミラー部１１の基部１１１を介して互いに対向するように配置されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、Ｙ１軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、一端部が基部１１１に接続され、他端部が枠体部１３に接続されている。また、軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、中心軸がＹ１軸に一致するように配置されている。
このような軸部１２ａ、１２ｂは、それぞれ、可動ミラー部１１のＹ１軸周りの揺動に伴ってねじれ変形する。

軸部１４ａ、１４ｂおよび軸部１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３を介して（挟んで）互いに対向するように配置されている。また、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、Ｘ１軸に沿った方向に延在する長手形状をなす。そして、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、一端部が枠体部１３に接続され、他端部が支持部１５に接続されている。また、軸部１４ａ、１４ｂは、Ｘ１軸を介して互いに対向するように配置され、同様に、軸部１４ｃ、１４ｄは、Ｘ１軸を介して互いに対向するように配置されている。

このような軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、枠体部１３のＸ１軸周りの揺動に伴って、軸部１４ａ、１４ｂ全体および軸部１４ｃ、１４ｄ全体がそれぞれねじれ変形する。
このように、可動ミラー部１１をＹ１軸周りに揺動可能とするとともに、枠体部１３をＸ１軸周りに揺動可能とすることにより、可動ミラー部１１を互いに直交するＸ１軸およびＹ１軸の２軸周りに揺動（往復回動）させることができる。

また、このような軸部１２ａ、１２ｂのうちの少なくとも一方の軸部、および、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうちの少なくとも１つの軸部には、それぞれ、例えば歪みセンサー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、光走査部４２の角度情報、より具体的には、光反射部１１４のＸ１軸周りおよびＹ１軸周りのそれぞれの揺動角を検出することができる。この検出結果は、図示しないケーブルを介して、制御部３３に入力される。

なお、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの形状は、それぞれ、前述したものに限定されず、例えば、途中の少なくとも１箇所に屈曲または湾曲した部分や分岐した部分を有していてもよい。
前述したような基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５は、一体的に形成されている。

本実施形態では、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５は、第１のＳｉ層（デバイス層）と、ＳｉＯ_２層（ボックス層）と、第２のＳｉ層（ハンドル層）とがこの順に積層したＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。これにより、第１の振動系および第２の振動系の振動特性を優れたものとすることができる。また、ＳＯＩ基板は、エッチングにより微細な加工が可能であるため、ＳＯＩ基板を用いて基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび支持部１５を形成することにより、これらの寸法精度を優れたものとすることができ、また、光走査部４２の小型化を図ることができる。

そして、基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。これにより、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの弾性を優れたものとすることができる。また、基部１１１がＹ１軸周りに回動する際に枠体部１３に接触するのを防止することができる。

また、枠体部１３および支持部１５は、それぞれ、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層、ＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。これにより、枠体部１３および支持部１５の剛性を優れたものとすることができる。また、枠体部１３のＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層は、枠体部１３の剛性を高めるリブとしての機能だけでなく、可動ミラー部１１が永久磁石１６に接触するのを防止する機能も有する。
また、支持部１５の上面には、反射防止処理が施されているのが好ましい。これにより、支持部１５に照射された不要光が迷光となるのを防止することができる。
かかる反射防止処理としては、特に限定されないが、例えば、反射防止膜（誘電体多層膜）の形成、粗面化処理、黒色処理等が挙げられる。

なお、前述した基部１１１、軸部１２ａ、１２ｂおよび軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの構成材料および形成方法は、一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。
また、本実施形態では、スペーサー１１２および光反射板１１３も、ＳＯＩ基板をエッチングすることにより形成されている。そして、スペーサー１１２は、ＳＯＩ基板のＳｉＯ_２層および第２のＳｉ層からなる積層体で構成されている。また、光反射板１１３は、ＳＯＩ基板の第１のＳｉ層で構成されている。

このように、ＳＯＩ基板を用いてスペーサー１１２および光反射板１１３を形成することにより、互いに接合されたスペーサー１１２および光反射板１１３を簡単かつ高精度に製造することができる。
このようなスペーサー１１２は、例えば、接着剤、ろう材等の接合材（図示せず）により基部１１１に接合されている。

前述した枠体部１３の下面（光反射板１１３とは反対側の面）には、永久磁石１６が接合されている。
永久磁石１６と枠体部１３との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤を用いた接合方法を用いることができる。
永久磁石１６は、平面視にて、Ｘ１軸およびＹ１軸に対して傾斜する方向に磁化されている。

本実施形態では、永久磁石１６は、Ｘ１軸およびＹ１軸に対して傾斜する方向に延在する長手形状（棒状）をなす。そして、永久磁石１６は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石１６は、一端部をＳ極とし、他端部をＮ極とするように磁化されている。
また、永久磁石１６は、平面視にて、Ｘ１軸とＹ１軸との交点を中心として対称となるように設けられている。

なお、本実施形態では、枠体部１３に１つの永久磁石の数を設置した場合を例に説明するが、これに限定されず、例えば、枠体部１３に２つの永久磁石を設置してもよい。この場合、例えば、長尺状をなす２つの永久磁石を、平面視にて基部１１１を介して互いに対向するとともに、互いに平行となるように、枠体部１３に設置すればよい。
Ｘ１軸に対する永久磁石１６の磁化の方向（延在方向）の傾斜角θは、特に限定されないが、３０°以上６０°以下であるのが好ましく、４５°以上６０°以下であることがより好ましく、４５°であるのがさらに好ましい。このように永久磁石１６を設けることで、円滑かつ確実に可動ミラー部１１をＸ１軸の周りに回動させることができる。

このような永久磁石１６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。このような永久磁石１６は、硬磁性体を着磁したものであり、例えば、着磁前の硬磁性体を枠体部１３に設置した後に着磁することにより形成される。既に着磁がなされた永久磁石１６を枠体部１３に設置しようとすると、外部や他の部品の磁界の影響により、永久磁石１６を所望の位置に設置できない場合があるからである。

このような永久磁石１６の直下には、コイル１７が設けられている。すなわち、枠体部１３の下面に対向するように、コイル１７が設けられている。これにより、コイル１７から発生する磁界を効率的に永久磁石１６に作用させることができる。これにより、光走査部４２の省電力化および小型化を図ることができる。
このようなコイル１７は、信号重畳部１８に電気的に接続されている（図６参照）。
そして、信号重畳部１８によりコイル１７に電圧が印加されることで、コイル１７からＸ１軸およびＹ１軸に直交する磁束を有する磁界が発生する。

信号重畳部１８は、前述した第１の駆動信号Ｖ１と第２の駆動信号Ｖ２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コイル１７に印加する。
ここで、第１の駆動信号Ｖ１および第２の駆動信号Ｖ２について詳述する。
前述したように、駆動回路３２１は、図３（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の駆動信号Ｖ１（水平走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、駆動回路３２１は、第１周波数（１／Ｔ１）の第１の駆動信号Ｖ１を発生させるものである。

第１の駆動信号Ｖ１は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光走査部４２は効果的に光を主走査することができる。なお、第１の駆動信号Ｖ１の波形は、これに限定されない。
また、第１周波数（１／Ｔ１）は、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。

本実施形態では、第１周波数は、可動ミラー部１１および１対の軸部１２ａ、１２ｂで構成される第１の振動系（ねじり振動系）のねじり共振周波数（ｆ１）と等しくなるように設定されている。つまり、第１の振動系は、そのねじり共振周波数ｆ１が水平走査に適した周波数になるように設計（製造）されている。これにより、可動ミラー部１１のＹ１軸周りの回動角を大きくすることができる。

一方、前述したように、駆動回路３２２は、図３（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の駆動信号Ｖ２（垂直走査用電圧）を発生させるものである。すなわち、駆動回路３２２は、第２周波数（１／Ｔ２）の第２の駆動信号Ｖ２を発生させるものである。
第２の駆動信号Ｖ２は、鋸波のような波形をなしている。そのため、光走査部４２は効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第２の駆動信号Ｖ２の波形は、これに限定されない。

第２周波数（１／Ｔ２）は、第１周波数（１／Ｔ１）と異なり、かつ、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、３０〜８０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。このように、第２の駆動信号Ｖ２の周波数を６０Ｈｚ程度とし、前述したように第１の駆動信号Ｖ１の周波数を１０〜４０ｋＨｚとすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動ミラー部１１を互いに直交する２軸（Ｘ１軸およびＹ１軸）のそれぞれの軸周りに回動させることができる。ただし、可動ミラー部１１をＸ１軸およびＹ１軸のそれぞれの軸周りに回動させることができれば、第１の駆動信号Ｖ１の周波数と第２の駆動信号Ｖ２の周波数との組み合わせは、特に限定されない。

本実施形態では、第２の駆動信号Ｖ２の周波数は、可動ミラー部１１、１対の軸部１２ａ、１２ｂ、枠体部１３、２対の軸部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび永久磁石１６で構成された第２の振動系（ねじり振動系）のねじり共振周波数（共振周波数）と異なる周波数となるように調整されている。
このような第２の駆動信号Ｖ２の周波数（第２周波数）は、第１の駆動信号Ｖ１の周波数（第１周波数）よりも小さいことが好ましい。すなわち、周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも長いことが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動ミラー部１１をＹ１軸周りに第１周波数で回動させつつ、Ｘ１軸周りに第２周波数で回動させることができる。

また、第１の振動系のねじり共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系のねじり共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＜ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ１≧１０ｆ２の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動ミラー部１１を、Ｙ１軸周りに第１の駆動信号Ｖ１の周波数で回動させつつ、Ｘ１軸周りに第２の駆動信号Ｖ２の周波数で回動させることができる。これに対し、ｆ１≦ｆ２とした場合は、第２周波数による第１の振動系の振動が起こる可能性がある。

次に、光走査部４２の駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、前述したように、第１の駆動信号Ｖ１の周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数と等しく設定されており、第２の駆動信号Ｖ２の周波数は、第２の振動系のねじり共振周波数と異なる値に、かつ、第１の駆動信号Ｖ１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、第１の駆動信号Ｖ１の周波数が１５ｋＨｚ、第２の駆動信号Ｖ２の周波数が６０Ｈｚに設定されている）。

例えば、図３（ａ）に示すような第１の駆動信号Ｖ１と、図３（ｂ）に示すような第２の駆動信号Ｖ２とを信号重畳部１８にて重畳し、重畳した電圧をコイル１７に印加する。
すると、第１の駆動信号Ｖ１によって、永久磁石１６の一端部（Ｎ極）をコイル１７に引き付けようとするとともに、永久磁石１６の他端部（Ｓ極）をコイル１７から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石１６の一端部（Ｎ極）をコイル１７から離間させようとするとともに、永久磁石１６の他端部（Ｓ極）をコイル１７に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。

ここで、上述したように、永久磁石１６は、それぞれの端部（磁極）が、Ｙ１軸で分割される２つの領域に位置するように配置される。すなわち、図５の平面視において、Ｙ１軸を挟んで一方側に永久磁石１６のＮ極が位置し、他方側に永久磁石１６のＳ極が位置している。そのため、磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、枠体部１３にＹ１軸周りのねじり振動成分を有する振動が励振され、その振動に伴って、軸部１２ａ、１２ｂを捩れ変形させつつ、可動ミラー部１１が第１の駆動信号Ｖ１の周波数でＹ１軸まわりに回動する。

また、第１の駆動信号Ｖ１の周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数と等しい。そのため、第１の駆動信号Ｖ１によって、効率的に、可動ミラー部１１をＹ１軸周りに回動させることができる。すなわち、前述した枠体部１３のＹ１軸周りのねじり振動成分を有する振動が小さくても、その振動に伴う可動ミラー部１１のＹ１軸周りの回動角を大きくすることができる。

一方、第２の駆動信号Ｖ２によって、永久磁石１６の一端部（Ｎ極）をコイル１７に引き付けようとするとともに、永久磁石１６の他端部（Ｓ極）をコイル１７から離間させようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ１」という）と、永久磁石１６の一端部（Ｎ極）をコイル１７から離間させようとするとともに、永久磁石１６の他端部（Ｓ極）をコイル１７に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ２」という）とが交互に切り換わる。

ここで、上述したように、永久磁石１６は、それぞれの端部（磁極）が、Ｘ１軸で分割される２つの領域に位置するように配置される。すなわち図５の平面視において、Ｘ１軸を挟んで一方側に永久磁石１６のＮ極が位置し、他方側に永久磁石１６のＳ極が位置している。そのため、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、軸部１４ａ、１４ｂおよび軸部１４ｃ、１４ｄをそれぞれ捩れ変形させつつ、枠体部１３が可動ミラー部１１とともに、第２の駆動信号Ｖ２の周波数でＸ１軸周りに回動する。

また、第２の駆動信号Ｖ２の周波数は、第１の駆動信号Ｖ１の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第２の振動系のねじり共振周波数は、第１の振動系のねじり共振周波数よりも低く設計されている。そのため、可動ミラー部１１が第２の駆動信号Ｖ２の周波数でＹ１軸周りに回動してしまうことを防止することができる。
以上説明したような光走査部４２によれば、光反射性を有する光反射部１１４を備える可動ミラー部１１を互いに直交する２つの軸周りにそれぞれ揺動させるので、光走査部４２の小型化および軽量化、ひいては画像形成部４の小型化および軽量化を図ることができる。その結果、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。

このような光走査部４２の光反射部１１４には、図４に示すように、前述した光ファイバー７から出射した信号光がレンズ４３を介して入射する。
レンズ４３は、光ファイバー７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、光ファイバー７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。

また、光反射部１１４に入射した信号光は、図４に示すように、光走査部４２で走査されながら、反射部４４に向けて反射する。
反射部４４は、使用時に観察者の一方の眼ＥＹの前方に位置するように配置されている。
この反射部４４は、光走査部４２からの信号光を当該観察者の眼に向けて反射する機能を有する。

本実施形態では、反射部４４は、ハーフミラーであり、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４４は、光走査部４２で走査された信号光（走査光）を反射させるとともに、使用時において反射部４４の外側から観察者の眼に向かう外界光を透過させる機能を有する。これにより、観察者は、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。

この反射部４４は、図示しないが、例えば、外界光を透過させる透明基板（透光部）と、透明基板６１に支持され、光走査部４２からの信号光を反射させる回折格子とを有する。これにより、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４４で反射する信号光の出射方向を調整することができる。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４４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することもできる。

なお、反射部４４は、前述した構成に限定されず、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い。
本実施形態では、反射部４４は、フレーム２の湾曲に沿って湾曲した形状をなす。なお、反射部４４の形状は、光走査部４２の配置や、反射部４４およびレンズ４３の光学特性等に応じて決められるものであり、図示のものに限定されない。

次に、以上のように構成された画像表示装置１の動作（作用）について説明する。
画像形成装置１では、制御部３３が、検知部３５が検知した動き（すなわち観察者の頭部Ｈの動き）が所定量よりも大きいときに、虚像の表示位置を変更する。
具体的には、制御部３３は、虚像の表示位置を基準位置に設定する第１状態（以下、単に「第１状態」ともいう）と、検知部３５が検知した動きに応じて、虚像の表示位置を前記基準位置から変更する第２状態（以下、単に「第２状態」ともいう）とを含む複数の状態を切り換え可能である。

そして、制御部３３は、検知部３５が検知した動きが前記所定量よりも大きいか否かを判断し、検知部３５が検知した動きが前記所定量よりも大きいと判断したときに、第１状態から第２状態へ切り換える。
これにより、所望時に第２状態とすることにより、虚像の表示位置を変更して、外界像の視認性を高めることができる。また、それ以外の時に第１状態とすることにより、虚像の表示位置が変更されてしまうのを防止することができる。

まず、検知部３５について説明する。
検知部３５は、頭部Ｈの動き（検知情報）として、頭部Ｈの所定軸周りの角速度を検知する。これにより、検知部３５が観察者の頭部Ｈの向きの変化を検知することができる。そのため、制御部３３が観察者の頭部Ｈの向きの変化に基づいて第１状態から第２状態へ切り換えることができる。
また、検知部３５は、頭部Ｈの互いに交差する方向の３つの軸周り（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）の角速度をそれぞれ検知するものであることが好ましい。これにより、頭部Ｈの様々の軸周りの角速度を検出することができる。

このような検知部３５は、例えば、角速度センサー備える。頭部Ｈの互いに交差する方向の３つの軸周りの角速度をそれぞれ検知する場合、３軸検出の角速度センサーを用いるか、または、１軸検出タイプの角速度センサーを３つ組み合わせて用いればよい。
以下、虚像の表示位置の変更方法について詳述する。なお、以下では、説明の便宜上、図７に示すように、Ｘ軸が頭部Ｈの中心を貫いており、頭部ＨがＸ軸周りに角度θ_ｘだけ回転した場合を例に説明する。

（第１状態）
第１状態では、図８（ａ）に示すように、虚像Ｇの表示位置を基準位置に設定する。
このとき、図示の例では、外界の対象物Ｖ_１、Ｖ_２を有する外界像が虚像Ｇと重畳して観察者に視認される。ここで、対象物Ｖ_２は、領域Ｓの右側に位置している。
なお、本実施形態では、基準位置を虚像Ｇを表示可能な領域Ｓの中央としているが、基準位置は、領域Ｓの中央に限定されず、例えば、領域Ｓの中央からずれていてもよい。

（第２状態）
第２状態では、図８（ｂ）に示すように、虚像Ｇの表示位置を基準位置から変更（移動）する。
このとき、図示の例では、頭部ＨのＸ軸周りの回転後の領域Ｓ’の中心に対象物Ｖ_２を位置するように、外界の対象物Ｖ_１、Ｖ_２を有する外界像が虚像Ｇと重畳して観察者に視認される。

また、制御部３３は、第２状態において、検知部３５が検知した動きと逆方向（図８（ｂ）では、左方向）となる位置に虚像Ｇの表示位置を変更する。これにより、第２状態において、虚像Ｇが外界像と一体化されたような表示を行うことができる。また、頭部を動かした際に、虚像Ｇが観察者の視認したい外界像を遮らないように表示を行うことができる。

このような第１状態から第２状態への切り換えの後、所定時間経過後に、図８（ｃ）に示すように、虚像Ｇの表示位置を基準位置に戻す。すなわち、制御部３３は、第１状態から第２状態へ切り換えの後、所定時間経過後に、第２状態から前記第１状態へ切り換える。
このとき、制御部３３は、虚像Ｇの表示位置が基準位置に漸近するように第２状態から第１状態へ切り換えることが好ましい。これにより、虚像Ｇの表示位置が第２状態から第１状態へ変化する際に観察者が感じる違和感を低減することができる。

また、制御部３３は、第２状態から第１状態への切り換えにおいて、虚像Ｇの表示位置が基準位置へ漸近する際の移動速度は、検知部３５が前記所定量よりも大きい動きを検知したときの検知部３５が検知した動きに比例することが好ましい。これにより、虚像Ｇの表示位置が第２状態から第１状態へ変化する際に観察者が感じる違和感を効果的に低減することができる。この場合、例えば、検知部３５が検知した動きが速くなるほど、虚像Ｇの表示位置が基準位置へ漸近する際の移動速度を速くし、また、検知部３５が検知した動きが遅くなるほど、虚像Ｇの表示位置が基準位置へ漸近する際の移動速度を遅くする。
また、前記所定時間（第２状態を維持する時間長さ）は、０．５秒以上であることが好ましく、０．５秒以上２秒以下であることがより好ましい。

人間が視覚により物体を認識可能な時間は、一般に、最短で０．５秒程度と言われている。したがって、かかる時間以上の時間長さに亘って第２状態となっていれば、第２状態において、観察者が外界像を確実に視認することができる。よって、第２状態における外界像の視認性を優れたものとすることができる。
また、前記所定時間（第２状態を維持する時間長さ）は、調整可能であることが好ましい。これにより、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。この場合、例えば、かかる所定時間を調整可能なように、前述した調整部３６を構成すればよい。

また、制御部３３は、第２状態から第１状態への切り換えを、虚像Ｇの表示位置が基準位置に段階的に漸近するように行うことが好ましい。これにより、第２状態から第１状態へ切り換わる間の外界像の視認性を高めることができる。なお、虚像Ｇが基準位置に戻る途中の段階の位置における表示時間は、任意であり、かかる時間を短くして虚像Ｇが連続的に移動するようにしてもよいし、かかる時間を長くして虚像Ｇが基準位置に戻る途中で一旦停止するようにしてもよい。

次に、画像表示装置１の表示制御方法（制御部３３による制御）について説明する。
まず、画像表示装置１と虚像との位置関係について説明する。
ある基準時（例えば初期状態）において、図９に示すように、ワールド座標系を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、画像表示装置１が虚像Ｇを表示可能な領域Ｓ（画面）における座標（以下、「画面座標」という）系を（ｕ，ｖ）としたとき、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）および画面座標系（ｕ，ｖ）は、下記式（１）で表される。

なお、前記式（１）中、ｆは、焦点距離である。また、焦点距離ｆは、観察者の眼ＥＹ（カメラ視点）と画面座標平面との間の距離に等しい。
ここで、焦点距離ｆが観察者の視点と画面座標平面との間の距離（前記式（１）中のＺ）に等しいため、前記式（１）は、下記式（２）のように変形することができる。

このような画面座標について、Ｘ軸周りの角度θのカメラ座標の回転を考えると、回転後のワールド座標系を（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とし、回転後の画面座標系を（ｕ’，ｖ’）としたとき、回転後の画面座標系（ｕ’，ｖ’）は、下記式（３）で表される。

このようなカメラ座標系の回転は、Ｘ軸周りの回転であるため、Ｘが変化せず、Ｙ’のみが変化する。
このＹ’は、下記式（４）で表される３次元ユークリッド空間における回転行列Ｒ_Ｘ（θ）を用いて算出することができ、下記式（５）で表される。

したがって、前記式（３）および式（５）により、カメラ座標回転後の画面座標系（ｕ’，ｖ’）は、下記式（６）で表される。

次に、画像表示装置１の表示制御方法の一例について、図１１に基づいて、具体的に説明する。
［Ａ］第１画像形成工程
まず、虚像Ｇの画面座標における表示位置（ｕ，ｖ）を基準位置である初期位置Ｐ_０（ｕ_０，ｖ_０）に設定する（ステップＳ０）。これにより、観察者が視認可能な画像として虚像Ｇを基準位置に形成する（第１画像形成工程）。すなわち、虚像Ｇの表示位置を第１状態（初期状態）とする。

［Ｂ］判断工程
次に、検知部３５により観察者の頭部Ｈの動きを検知し、その検知した動きが所定量よりも大きいか否かを判断する判断工程を行う（ステップＳ１）。
具体的には、検知部３５が検知した角速度ω（ω_ｘ，ω_ｙ，ω_ｚ）に基づいて、観察者の頭部Ｈの動きが所定量よりも大きいか否かを判断する。

例えば、角速度ωの大きさ｜｜ω｜｜と、予め設定された閾値ω_０（所定量）とを比較し、｜｜ω｜｜がω_０以上であるか否かを判断する。
そして、角速度ωの大きさ｜｜ω｜｜が閾値ω_０以上であるときに、観察者の頭部Ｈの動きが所定量よりも大きいと判断し、角速度ωの大きさ｜｜ω｜｜が閾値ω_０未満であるときに、観察者の頭部Ｈの動きが所定量以下であると判断する。ここで、｜｜ω｜｜は、下記式（７）で表される。

そして、観察者の頭部Ｈの動きが所定量よりも大きいと判断した場合、次のステップＳ２に遷移する。一方、観察者の頭部Ｈの動きが所定量以下であると判断した場合、前述したステップＳ１に戻る。
このように、制御部３３が３つの軸周りの角速度の総和が閾値ω_０（所定値）以上であるときに、検知部３５が検知した動きが所定量よりも大きいと判断することにより、観察者の頭部Ｈの動きが所定量よりも大きいか否かの判断をより確実に行うことができる。
虚像Ｇを表示可能な領域Ｓの画角（図１０参照）をθ_０［ｒａｄ］としたとき、閾値ω_０［ｒａｄ／ｓｅｃ］は、ω_０＞θ_０／０．５の関係を満たすことが好ましい。これにより、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

［Ｃ］第２画像形成工程
ステップＳ２では、検知部３５が検知した動きに基づいて、虚像Ｇの表示位置を変更する。これにより、［Ｂ］判断工程で検知部３５が検知した動きが所定量よりも大きいと判断したときに、虚像Ｇの表示位置を基準位置から変更して、虚像Ｇを形成する（第２画像形成工程）。すなわち、虚像Ｇの表示位置を第２状態とする。

具体的には、本ステップＳ２では、まず、検知部３５が検知した角速度ωに基づいて、虚像Ｇの変更後の位置Ｐ_１を求める。
例えば、検知部３５が検知した角速度ωの成分が（ω_ｘ，０，０）となる場合、観察者の頭部Ｈの動きがＸ軸周りの角度−θ_１［ｒａｄ］の回転のみであり、前述した式（６）により、虚像Ｇの変更後の位置Ｐ_１（ｕ_１，ｖ_１）は、下記式（８）で表される。

ここで、角度−θ_１は、検知部が検知した角速度ωと、その角速度ωが生じていた時間長さとを用いて（角速度ωを積分して）、求めることができる。
ただし、（ｕ_１，ｖ_１）がそれぞれとり得る最大値を予め設定しておく。そして、前記式（８）で求められた位置Ｐ_１が最大値を超える場合、位置Ｐ_１を最大値に設定する。これにより、虚像Ｇが画面（領域Ｓ’）からはみ出してしまうのを防止することができる。
また、（ｕ_１，ｖ_１）がそれぞれとり得る最小値を予め設定しておく。そして、前記式（８）で求められた位置Ｐ_１が最小値未満である場合、位置Ｐ_１を最小値に設定する。これにより、画面の中央部に虚像Ｇが位置するのを防止または抑制し、観察者による外界像の視認性を高めることができる。

このように、制御部３３は、検知部３５が検知した動きに基づいて、観察者の頭部Ｈの第１状態からの回転角度−θ_１を求め、第２状態において、回転角度−θ_１が所定角度以上であるとき、虚像Ｇの表示位置を虚像Ｇが表示可能な領域Ｓ’の端部に固定する。これにより、第２状態において、虚像Ｇの視認を可能としつつ、外界像の視認性を優れたものとすることができる。

以上のようにして、位置Ｐ_１を求め、求められた位置Ｐ_１に虚像の表示位置を変更する。
そして、虚像の表示位置を位置Ｐ_１に変更した後に所定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ３）、経過していない場合は、ステップＳ２に戻り、経過している場合は、ステップＳ４に移行する。

［Ｄ］第３画像形成工程（表示位置を基準位置に戻す）
ステップＳ４では、虚像の表示位置をＰ_１（ｕ_１，ｖ_１）から初期位置Ｐ_０（ｕ_０，ｖ_０）に戻す。すなわち、第２状態から第１状態へ切り換える。
このとき、虚像の表示位置をＰ_１（ｕ_１，ｖ_１）から初期位置Ｐ_０（ｕ_０，ｖ_０）へ所定時間に亘って徐々に近づくように移動させる。
例えば、かかる所定時間を１秒間に設定し、表示フレームレートが１０ｆｐｓである場合、１移動ステップあたりの単位回転角Δθは、下記式（９）で表される。

ただし、前記式（９）中、Ｔ_ｍａｘは、虚像の表示位置を位置Ｐ_１から位置Ｐ_０へ移動させる処理（以下、単に「移動処理」ともいう）が行われる表示フレーム数の合計である。
したがって、位置Ｐ_１から位置Ｐ_０へ移動する虚像の表示位置の座標Ｐ_２は、下記式（１０）で表される。

ただし、前記式（１０）中、ｔは、経過ステップ数を表す正の整数であって、１からＴ_ｍａｘまでの値をとる（本例では、１≦ｔ≦１０）。
この移動処理では、ｔが、１０００／（表示フレームレート）［秒］の間隔（本例では、０．１秒間隔）でインクリメントされ、インクリメントの度に虚像の描画処理を行う。
そして、ｔがＴ_ｍａｘに等しくなったとき、すなわち、虚像の表示位置が初期位置Ｐ_０に戻ったとき、移動処理を終了し、終了か否かを判断し（ステップＳ５）、終了しない場合、前述したステップＳ０へ遷移する。

以上説明したような画像表示装置１およびその表示制御方法によれば、検知部３５が検知した動きが所定量よりも大きいときに、虚像の表示位置を変更するため、所望時に、虚像Ｇの表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像Ｇの表示位置が基準位置から変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

＜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。
図１２は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の作用（虚像の表示位置および大きさの変化）を説明するための図である。
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。

本実施形態の画像表示装置は、第２状態における虚像の表示方法が異なる以外は、前述した第１実施形態の画像表示装置と同様である。
本実施形態では、制御部は、図１２（ｂ）に示すように、第２状態において、図１２（ａ）に示す第１の状態の虚像Ｇの大きさに対して所定の圧縮比（第１状態の大きさ／第２状態の大きさ）で縮小して、虚像Ｇ１を表示する。これにより、第２状態において、虚像Ｇ１の視認を可能としつつ、外界像の視認性をより優れたものとすることができる。

かかる圧縮比は、調整可能であることが好ましい。これにより、観察者にとっての使い勝手をより優れたものとすることができる。
また、制御部は、かかる圧縮比を頭部の第１状態からの回転角度に比例して変更することが好ましい。これにより、観察者にとっての使い勝手を特に優れたものとすることができる。この場合、例えば、回転角度が大きくなるほど、圧縮比を大きくし、また、回転角度が小さくなるほど、圧縮比を小さくする。

また、かかる圧縮比は、虚像Ｇ１を表示可能な領域Ｓ’の画角をθ_０［ｒａｄ］とし、観察者の頭部の第１状態からの回転角度をθ_２としたとき、θ_２／θ_０よりも大きいことが好ましい。これにより、第２状態において、虚像Ｇ１の視認を可能としつつ、外界像の視認性を特に優れたものとすることができる。
以下、本実施形態の画像表示装置における表示制御方法を詳細に説明する。
本実施形態の表示制御方法は、前述した第１実施形態の表示制御方法において、［Ｃ］第２画像形成工程工程（ステップＳ２、Ｓ３）および［Ｄ］第３画像形成工程に代えて、以下の［Ｃ’］第２画像形成工程および［Ｄ’］第３画像形成工程を有する。

［Ｃ’］第２画像形成工程（縮小表示あり）
本工程では、検知部３５が検知した動きに基づいて、虚像Ｇの表示位置を変更するとともに、必要に応じて、表示される虚像Ｇを縮小（圧縮）する。
具体的には、前述した第１実施形態の［Ｃ］第２画像形成工程と同様、位置Ｐ_１（ｕ_１，ｖ_１）を求める。

そして、位置Ｐ_１が最大値となるか否かを判断し、位置Ｐ_１が最大値ではない場合には、前述した第１実施形態の［Ｃ］第２画像形成工程と同様、虚像を圧縮せずに（圧縮比１００％で）、求められた位置Ｐ_１に虚像の表示位置を変更する。
一方、求められた位置Ｐ_１が最大値である場合、観察者の頭部Ｈの動きの程度（例えばＸ軸周りの回転角度、角速度）に応じて、虚像の圧縮比を求め、その圧縮比で縮小した虚像Ｇ１を位置Ｐ１に表示する。

例えば、頭部のＸ軸周りの回転角度θ_１が最大値の位置Ｐ_１に対応する回転角度となった後に１秒間で角度θ_２増加したとき、表示フレームレートが１０ｆｐｓである場合、１フレーム当りの回転角度は、θ_２／１０となる。
ここで、虚像のＹ’軸方向（ｖ’方向）の画素数が１００画素である場合、虚像Ｇを表示可能な領域の画角をθ_０［ｒａｄ］としたとき、１フレーム当りの画素圧縮は、１００×θ_２／（１０×θ_０）で表される。

［Ｄ’］第３画像形成工程（縮小解除あり）
次に、虚像の表示位置をＰ_１（ｕ_１，ｖ_１）から初期位置Ｐ_０（ｕ_０，ｖ_０）に戻すとともに、必要に応じて、虚像の縮小を解除（元の大きさに拡大）する。
以上説明したような第２実施形態によっても、検知部３５が検知した動きが所定量よりも大きいときに、虚像の表示位置を変更するため、所望時に、虚像Ｇの表示位置を変更して、外界像の視認性を高め、それ以外の時に、虚像Ｇの表示位置が基準位置から変更されてしまうのを防止し、観察者にとっての使い勝手を優れたものとすることができる。

以上、本発明の画像表示装置およびその表示制御方法について、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、本発明の画像表示装置では、各部の構成は、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、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、前述した実施形態では、眼鏡型の頭部装着型画像表示装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、観察者が視認する画像として虚像を形成するものであれば、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頭部装着型画像表示装置や、観察者の首や肩等の身体で支持される形態の画像表示装置にも適用可能である。

また、前述した実施形態では、画像表示装置全体が観察者の頭部に装着される場合を例に説明したが、画像表示装置は、観察者の頭部に装着される部分と、観察者の頭部以外の部分に装着または携帯される部分とを有していてもよい。この場合、検知部は、観察者の頭部に装着される部分（例えば画像形成部）の動きを画像表示装置の動き（観察者の頭部の動き）として検知すればよい。

１‥‥画像表示装置 ２‥‥フレーム ３‥‥制御ユニット ４‥‥画像形成部 ７‥‥光ファイバー １１‥‥可動ミラー部 １２ａ、１２ｂ‥‥軸部 １３‥‥枠体部 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ‥‥軸部 １５‥‥支持部 １６‥‥永久磁石 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 ３１‥‥信号光生成部 ３２‥‥駆動信号生成部 ３３‥‥制御部 ３４‥‥レンズ ３５‥‥検知部 ３６‥‥調整部 ４２‥‥光走査部 ４３‥‥レンズ ４４‥‥反射部 ６１‥‥透明基板 １１１‥‥基部 １１２‥‥スペーサー １１３‥‥光反射板 １１４‥‥光反射部 １１５‥‥硬質層 ３１１Ｂ‥‥光源 ３１１Ｇ‥‥光源 ３１１Ｒ‥‥光源 ３１２Ｂ‥‥駆動回路 ３１２Ｇ‥‥駆動回路 ３１２Ｒ‥‥駆動回路 ３１３‥‥光合成部 ３１３ａ‥‥ダイクロイックミラー ３１３ｂ‥‥ダイクロイックミラー ３２１‥‥駆動回路 ３２２‥‥駆動回路 ＥＡ‥‥耳 ＥＹ‥‥眼 Ｇ‥‥虚像 Ｇ１‥‥虚像 Ｈ‥‥頭部 ＮＳ‥‥鼻 Ｐ_１‥‥位置 Ｐ_２‥‥座標 Ｓ‥‥領域 Ｓ’‥‥回転後の領域 Ｔ１、Ｔ２‥‥周期 Ｖ１‥‥第１の駆動信号 Ｖ２‥‥第２の駆動信号 Ｖ_１、Ｖ_２‥‥外界の対象物

Claims (20)

1. 観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
   前記観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
   前記使用される時における前記観察者の前記頭部の動きを検知する検知部と、
   前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記検知部は、前記頭部の動きとして、前記頭部の所定軸周りの角速度を検知する請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記検知部は、前記頭部の互いに交差する方向の３つの軸周りの角速度をそれぞれ検知し、
   前記制御部は、前記３つの軸周りの角速度の総和が所定値以上であるときに、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいと判断する請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記所定値をω_０［ｒａｄ／ｓｅｃ］とし、前記虚像を表示可能な領域の画角をθ_０［ｒａｄ］としたとき、
   ω_０＞θ_０／０．５の関係を満たす請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記制御部は、基準位置に前記虚像を表示する第１状態と、前記基準位置と異なる位置に前記虚像を表示する第２状態とを含む複数の状態を切り換え可能であり、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいか否かを判断し、前記検知部が検知した動きが前記所定量よりも大きいと判断したときに、前記第１状態から前記第２状態へ切り換える請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記制御部は、前記第１状態から前記第２状態へ切り換えの後、所定時間経過後に、前記虚像の表示位置が前記基準位置に漸近するように前記第２状態から前記第１状態へ切り換える請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への切り換えにおいて、前記虚像の表示位置が前記基準位置へ漸近する際の移動速度は、前記検知部が前記所定量よりも大きい動きを検知したときの前記検知部が検知した動きに比例する請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記所定時間は、０．５秒以上である請求項６または７に記載の画像表示装置。
9. 前記所定時間は、調整可能である請求項６に記載の画像表示装置。
10. 前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への切り換えを、前記虚像の表示位置が前記基準位置に段階的に漸近するように行う請求項６ないし９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記制御部は、前記第２状態において、前記検知部が検知した動きと逆方向となる位置に前記虚像を表示する請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記制御部は、前記検知部が検知した動きに基づいて、前記観察者の頭部の前記第１状態からの回転角度を求め、前記第２状態において、前記回転角度が所定角度以上であるとき、前記虚像の表示位置を前記虚像が表示可能な領域の端部に固定する請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
13. 前記制御部は、前記第２状態の前記虚像の大きさを、前記第１状態の前記虚像の大きさに対して所定の圧縮比で縮小する請求項１２に記載の画像表示装置。
14. 前記圧縮比は、変更可能である請求項１３に記載の画像表示装置。
15. 前記制御部は、前記圧縮比を前記回転角度に比例して変更する請求項１４に記載の画像表示装置。
16. 前記圧縮比は、前記虚像を表示可能な領域の画角をθ_０［ｒａｄ］とし、前記観察者の頭部の前記回転角度をθ_２としたとき、θ_２／θ_０よりも大きい請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
17. 前記画像形成部は、光反射性を有する光反射部を備える可動部を、互いに直交する２つの軸周りにそれぞれ揺動させる光スキャナーを有する請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
18. 観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
    前記観察者の頭部の動きを検知する検知部と、
    前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする画像表示装置。
19. 観察者の頭部に装着して使用される画像表示装置であって、
    前記観察者が視認可能な画像として虚像を形成する画像形成部と、
    前記画像表示装置の動きを検知する検知部と、
    前記検知部が検知した動きに基づいて、前記画像形成部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記検知部が検知した動きが所定量よりも大きいときに、前記虚像の表示位置を変更することを特徴とする画像表示装置。
20. 観察者が視認可能な画像として虚像を基準位置に形成する第１画像形成工程と、
    前記観察者の頭部の動きを検知し、その検知した動きが所定量よりも大きいか否かを判断する判断工程と、
    前記判断工程で前記所定量よりも大きいと判断したときに、前記虚像の表示位置を前記基準位置から変更して、前記虚像を形成する第２画像形成工程と、を有することを特徴とする画像表示装置の表示制御方法。

Images