KR20160105325A

KR20160105325A - 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20160105325A
Application number: KR1020160021856A
Authority: KR
Inventors: 다이스께 이시다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2016-09-06
Also published as: EP3062139A1; US20160252726A1; CN105929536A; TW201708884A; JP2016161670A

Abstract

본 발명은, 시인성이 우수한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 화상 표시 장치는, 관찰자의 헤드부에 장착하여 사용되는 화상 표시 장치로서, 영상 신호에 기초하여 변조된 영상광을 생성하는 영상광 생성부와, 관찰자의 헤드부의 측방에 위치하며, 또한 영상광을 제1 방향으로 주 주사하고, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 부 주사하는 광 주사부(36)(광 스캐너)와, 광 주사부에 의해 주사된 영상광 L2가 입사되고, 입사된 영상광 L2를 회절시켜서, 관찰자의 좌안 EYL을 향해 사출하는 광 회절부(65)(회절 광학 소자)를 구비하고, 주 주사의 진폭 중심과 부 주사의 진폭 중심의 교차점 P1에 있어서의 영상광 L2가 광 회절부(65)의 표면에서 반사된 반사광 L9가 우안 EYR에 입사하지 않도록, 좌안 EYL의 중심과 우안 EYR의 중심과 교차점 P1을 포함하는 평면 F1(가상 평면)에 대하여 광 회절부의 표면의 교차점 P1에서의 법선 N1이 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

화상 표시 장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 화상 표시 장치에 관한 것이다.

눈동자의 망막에 직접 레이저를 조사하여, 사용자에게 화상을 시인시키는 표시 장치로서 헤드 마운트 디스플레이(HMD)가 알려져 있다.

헤드 마운트 디스플레이는, 일반적으로, 광을 출사하는 발광 장치와, 출사한 광이 사용자의 망막을 주사하도록 광로를 변경하는 주사 수단을 구비하고 있다. 이와 같은 헤드 마운트 디스플레이에 의해, 사용자는, 예를 들어 밖의 경치와 주사 수단에 의해 그려지는 화상의 양쪽을 동시에 시인할 수 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 빔을 출력하는 광원과, 광원으로부터 출력된 빔을 주사하는 주사부와, 주사부에 의해 주사된 빔을 유저의 눈을 향하는 방향으로 편향하는 편향부를 구비하는 빔 주사형 표시 장치(헤드 마운트 디스플레이)가 개시되어 있다. 이 표시 장치에서는, 편향부로서 홀로그램 미러를 사용하고, 홀로그램에 있어서의 회절을 이용하여, 주사부에 의해 주사된 빔이 각각 유저의 눈을 향하도록 편향시킬 수 있다.

국제공개 제WO2009/041055호

한편, 주사부에 의해 주사된 빔의 광량의 일부는, 상기와 같이 홀로그램 미러에 의해 회절되지 않고, 홀로그램 미러의 표면에서 정반사하는 경우가 있다. 이와 같이 하여 반사한 빔(0차 회절광)은, 홀로그램 미러에서 회절된 빔이 향하는 눈과는 서로 다른 눈에 입사할 우려가 있다. 예를 들어, 회절된 빔이 유저의 좌안을 향하도록 설계되어 있는 홀로그램 미러의 경우, 그 표면에서 반사한 빔은, 우안에 입사할 우려가 있다.

도 16은, 종래의 화상 표시 장치의 구성을, 관찰자의 헤드부에 장착된 상태에 있어서 나타내는 도면이다.

도 16에 도시한 화상 표시 장치(9)는, 광원(91)과, 주사부(92)와, 홀로그램 미러로 구성된 편향부(93)와, 이들이 고정되어 있는 프레임(94)을 구비하고 있다.

화상 표시 장치(9)에 있어서 광원(91)으로부터 사출된 영상광의 빔은, 주사부(92)에 있어서 주사되면서, 편향부(93)에 도달한다. 도 16에서는, 일례로서, 영상광 L901 및 영상광 L902의 광적(光跡)을 실선의 화살표로 도시하고 있다. 편향부(93)에 도달한 이들 영상광 L901, L902는, 편향부(93)에 있어서 회절되고, 각각 좌안 EYL을 향해서 사출된다. 이에 의해, 좌안 EYL에서는, 영상광 L901, L902로 형성된 화상을 시인할 수 있다.

한편, 도 16에 도시한 파선의 화살표는, 영상광 L901, L902의 일부가 편향부(93)의 홀로그램 미러에서 회절되지 않고, 홀로그램 미러의 표면에서 반사함으로써 발생한 반사광 L903, L904의 광적을 나타내고 있다.

구체적으로는, 도 16에 도시한 화상 표시 장치(9)에서는, 좌안 EYL의 망막에 대하여 홀로그램 미러의 표면이 정면으로 마주하고 있으므로, 영상광 L901의 일부는, 홀로그램 미러의 표면에서 반사되면, 좌안 EYL과 우안 EYR을 포함하는 평면 내이며, 또한 좌안 EYL과 우안 EYR 사이의 공간 S1로 사출된다. 마찬가지로, 영상광 L902의 일부는, 홀로그램 미러의 표면에서 반사되면, 우안 EYR보다도 더 우측의 공간 S2로 사출된다. 이와 같은 경우, 도 16에 도시한 반사광 L903과 반사광 L904의 사이에는, 홀로그램 미러의 표면에서 반사한 영상광의 일부가 반사될 확률이 높아진다. 그 결과, 좌안 EYL에 입사해야 할 영상광의 일부가, 우안 EYR에 입사할 확률이 높아진다.

이와 같이 하여 우안에 입사한 영상광은, 의도치 않게 입사된 것이기 때문에, 우안이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성을 저하시킨다.

본 발명의 목적은, 시인성이 우수한 화상 표시 장치를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적은, 하기의 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 관찰자의 헤드부에 장착하여 사용되는 화상 표시 장치로서,

영상 신호에 기초하여 변조된 영상광을 생성하는 영상광 생성부와,

상기 관찰자의 헤드부의 측방에 위치하며, 또한 상기 영상광을 제1 방향으로 주 주사하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 부 주사하는 광 스캐너와,

상기 광 스캐너에 의해 주사된 상기 영상광이 입사되고, 당해 입사된 상기 영상광을 회절시켜서, 상기 관찰자의 한쪽 눈을 향해서 사출하는 회절 광학 소자

를 구비하고,

상기 주 주사의 진폭 중심과 상기 부 주사의 진폭 중심의 교차점에 있어서의 상기 영상광이 상기 회절 광학 소자의 표면에서 반사된 광이 상기 관찰자의 다른 쪽 눈에 입사하지 않도록, 상기 관찰자의 한쪽 눈의 중심과, 상기 관찰자의 다른 쪽 눈의 중심과, 상기 교차점을 포함하는 가상 평면에 대하여, 상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 영상광의 일부가 회절 광학 소자의 표면에서 반사된 경우에도, 그 반사광이 관찰자의 다른 쪽 눈에 입사할 확률을 충분히 낮게 할 수 있으므로, 다른 쪽 눈이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있어, 시인성이 높은 화상 표시 장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 부 주사의 진폭 중심을 통과하도록 상기 주 주사된 광의 주사면은, 상기 가상 평면에 대하여, 상기 법선과 동일한 측으로 기울어져 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 회절 광학 소자의 표면은, 광 스캐너에 대하여 보다 정면으로 마주 대하게 가까운 상태로 된다. 이로 인해, 광 스캐너에 의해 영상광을 주사할 때 필요한 주사 영역의 보정량을 적게 할 수 있다. 그 결과, 보정에 수반되는 화질의 저하를 보다 작게 억제할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이, 상기 가상 평면보다도 상기 관찰자의 머리끝 측에 위치하도록, 상기 가상 평면에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 반사광은, 가상 평면으로부터 관찰자의 머리끝 측으로 이격되는 방향으로 사출되게 되어, 다른 쪽 눈에 의도치 않은 광이 입사되기 어려워지므로, 다른 쪽 눈의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이, 상기 가상 평면보다도 상기 관찰자의 몸통체측에 위치하도록, 상기 가상 평면에 대하여 기울어져 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 반사광은, 가상 평면으로부터 관찰자의 몸통체측으로 이격되는 방향으로 사출되게 되어, 다른 쪽 눈에 의도치 않은 광이 입사되기 어려워지므로, 다른 쪽 눈의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 제1 방향은, 상기 관찰자의 한쪽 눈의 중심과 상기 관찰자의 다른 쪽 눈의 중심을 연결하는 방향과 평행한 것이 바람직하다.

이에 의해, 예를 들어 수평 방향과 연직 방향에 각각 평행한 변을 갖는 영상면을 형성할 수 있다. 그 결과, 관찰자에게 있어서 시인하기 쉬운 영상을 형성할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 회절 광학 소자는, 체적 홀로그램 소자인 것이 바람직하다.

이에 의해, 특정한 파장 대역에 있는 영상광을 관찰자의 눈으로 유도하기 때문에, 회절 각도나 광속의 상태를 조정하는 것이 용이해진다.

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 상기 관찰자의 헤드부의 측방에 위치하는 프레임을 더 구비하고,

상기 광 스캐너는, 상기 프레임에 고정되어 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 광 스캐너를 프레임과 일체화시키기 쉬워져서, 화상 표시 장치의 소형화를 도모함과 함께, 의장성을 높일 수 있다.

도 1은, 본 발명의 화상 표시 장치의 제1 실시 형태를 구비하는 헤드 마운트 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시한 헤드 마운트 디스플레이의 개략 사시도이다.
도 3은, 관찰자에게 장착된 상태의 도 1에 도시한 화상 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2에 도시한 화상 생성부의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4에 도시한 구동 신호 생성부의 구동 신호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 4에 도시한 광 주사부의 평면도이다.
도 7은, 도 6에 도시한 광 주사부의 단면도(X1축을 따른 단면도)이다.
도 8은, 광 주사부에 의해 주사된 영상광이, 반사부에 투사됨과 함께 2차원적으로 주사되어 있는 모습의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 3에 도시한 화상 표시 장치의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은, 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은, 제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는, 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은, 부기 1에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는, 부기 2에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는, 본 발명의 화상 표시 장치의 제5 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16은, 종래의 화상 표시 장치의 구성을, 관찰자의 헤드부에 장착된 상태에 있어서 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 화상 표시 장치에 대하여, 첨부 도면에 나타내는 바람직한 실시 형태에 기초하여 상세히 설명한다.

<제1 실시 형태>

우선, 본 발명의 화상 표시 장치의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 화상 표시 장치의 제1 실시 형태를 구비하는 헤드 마운트 디스플레이의 개략 구성을 나타내는 도면, 도 2는, 도 1에 도시한 헤드 마운트 디스플레이의 개략 사시도, 도 3은, 관찰자에게 장착된 상태의 도 1에 도시한 화상 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면, 도 4는, 도 2에 도시한 화상 생성부의 구성을 모식적으로 나타내는 도면, 도 5는, 도 4에 도시한 구동 신호 생성부의 구동 신호의 일례를 나타내는 도면, 도 6은, 도 4에 도시한 광 주사부의 평면도, 도 7은, 도 6에 도시한 광 주사부의 단면도(X1축을 따른 단면도)이다.

또한, 도 1 내지 3에서는, 설명의 편의상, 서로 직교하는 3개의 축으로서 X축, Y축 및 Z축을 화살표로 도시하고 있다. 또한, 그 도시한 화살표의 선단측을 「+(플러스)」, 기단부측을 「- (마이너스)」라 한다. 또한, X축에 평행한 방향을 「X축 방향」, Y축에 평행한 방향을 「Y축 방향」, Z축에 평행한 방향을 「Z축 방향」이라 한다.

또한, X축은, 헤드부 H의 좌우 방향이며, 좌안으로부터 우안을 향하는 방향이 +로 되도록 설정되어 있다. 또한, Y축은, 헤드부 H의 상하 방향으로서, 몸통체로부터 헤드부 H를 향하는 방향이 +로 되도록 설정되어 있다. 또한, Z축은, 헤드부 H의 전후 방향으로서, 후두부로부터 전두부를 향하는 방향이 +로 되도록 설정되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)를 구비한 헤드 마운트 디스플레이(헤드부 장착형 화상 표시 장치)(10)는, 안경과 같은 외관을 이루고, 관찰자의 헤드부 H에 장착하여 사용되고, 관찰자에게 허상에 의한 화상을 외계상과 중첩한 상태에서 시인시킨다.

도 1, 2에 도시한 바와 같이, 헤드 마운트 디스플레이(10)는, 화상 생성부(3)와 반사부(6)를 구비하는 화상 표시 장치(1)와, 헤드부 H의 전방으로부터 양측쪽에 걸쳐서 연속하는 프레임(2)을 갖는다.

이 헤드 마운트 디스플레이(10)에서는, 화상 생성부(3)가 영상 신호에 기초하여 변조된 영상광을 생성하고, 반사부(6)가 생성된 영상광을 관찰자의 눈 EY로 유도한다. 이에 의해, 영상 신호에 따른 허상을 관찰자에게 시인시킬 수 있다.

또한, 헤드 마운트 디스플레이(10)에서는, 화상 표시 장치(1)가 구비하는 화상 생성부(3)가, 프레임(2)의 우측쪽 및 좌측쪽에 각각 설치되어 있으며, 2개의 반사부(6)가, 프레임(2)의 전방에 설치되어 있다. 그리고, 화상 생성부(3) 및 반사부(6)는, YZ 평면을 기준으로 하여 대칭(좌우 대칭)이 되도록 배치되어 있다. YZ 평면에 대하여, 프레임(2)의 우측에 설치되어 있는 화상 생성부(3) 및 반사부(6)가, 우안용의 허상을 형성하고 있으며, YZ 평면에 대하여, 프레임(2)의 좌측에 설치되어 있는 화상 생성부(3) 및 반사부(6)가, 좌안용 허상을 형성하고 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 헤드 마운트 디스플레이(10)의 구성은, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 프레임(2)의 좌측에만 화상 생성부(3) 및 반사부(6)를 설치하고, 좌안용 허상만을 형성하는 구성으로 해도 되며, 반대로, 프레임(2)의 우측에만 화상 생성부(3) 및 반사부(6)를 설치하고, 우안용 허상만을 형성하는 구성으로 하여도 된다. 즉, 헤드 마운트 디스플레이(10)는, 본 실시 형태와 같은 양안 타입의 헤드 마운트 디스플레이(10)로 한정되지 않고, 단안(單眼) 타입의 헤드 마운트 디스플레이이어도 된다.

이하, 헤드 마운트 디스플레이(10)의 각 부를 순차 상세히 설명한다.

또한, 2개의 화상 생성부(3) 및 2개의 반사부(6)는, 각각 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 이하에서는, 프레임(2)의 좌측에 설치되어 있는 화상 생성부(3) 및 반사부(6)를 중심으로 설명한다.

≪프레임≫

도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(2)은, 안경 프레임과 같은 형상을 이루고, 화상 표시 장치(1)가 구비하는 화상 생성부(3) 및 반사부(6)를 지지하는 기능을 갖는다.

프레임(2)은, 림(211)과, 셰이드부(212)를 갖는 프론트부(21)와, 프론트부(21)의 좌우 양단으로부터 -Z측으로 연장된 템플(22)을 갖는다.

셰이드부(212)는, 외계광의 투과를 억제하는 기능을 갖고, 반사부(6)를 지지하는 부재이다. 셰이드부(212)는, 그 내측에, 관찰자측을 향해서 개구하는 오목부(27)를 갖고 있으며, 이 오목부(27)에 반사부(6)가 설치되어 있다. 그리고, 이 반사부(6)를 지지하는 셰이드부(212)가, 림(211)에 의해 지지되어 있다.

또한, 셰이드부(212)의 중앙부에는, 노즈 패드(23)가 설치되어 있다. 노즈 패드(23)는, 관찰자가 헤드 마운트 디스플레이(10)를 헤드부 H에 장착했을 때, 관찰자의 코 NS에 접촉하여, 헤드 마운트 디스플레이(10)를 관찰자의 헤드부 H에 대하여 지지하고 있다.

템플(22)은, 관찰자의 귀 EA에 걸기 위한 각도가 부여되지 않은 스트레이트 템플이며, 관찰자가 헤드 마운트 디스플레이(10)를 헤드부 H에 장착했을 때, 템플(22)의 일부가, 관찰자의 귀 EA에 접촉하도록 구성되어 있다.

또한, 템플(22)의 내부에는, 화상 생성부(3)가 수용되고, 고정되어 있다. 이에 의해, 화상 생성부(3)를 프레임(2)과 일체화시키기 쉬워져서, 화상 표시 장치(1)의 소형화를 도모함과 함께, 의장성을 높일 수 있다.

또한, 화상 생성부(3)의 고정 위치는, 템플(22)로 한정되지 않고, 프레임(2)의 기타 부위이어도 되며, 프레임(2)의 외부이어도 된다.

또한, 템플(22)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 각종 수지 재료나, 수지에 탄소 섬유나 유리 섬유 등의 섬유가 혼합된 복합 재료, 알루미늄이나 마그네슘 등의 금속 재료 등을 사용할 수 있다.

또한, 프레임(2)의 형상은, 관찰자의 헤드부 H에 장착할 수 있는 것이면, 도시한 것으로 한정되지 않는다.

≪화상 표시 장치≫

전술한 바와 같이, 화상 표시 장치(1)는, 화상 생성부(3)와 반사부(6)를 갖고 있다.

이하, 본 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)의 각 부에 대하여 상세히 설명한다.

[화상 생성부]

도 2에 도시한 바와 같이, 화상 생성부(3)는, 전술한 프레임(2)의 템플(22)에 내장되어 있다.

화상 생성부(3)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 영상광 생성부(31)와, 구동 신호 생성부(32)와, 제어부(33)와, 렌즈(34)와, 광 주사부(36)를 구비하고 있다.

이와 같은 화상 생성부(3)는, 영상 신호에 기초하여 변조된 영상광을 생성하는 기능과, 광 주사부(36)를 구동하는 구동 신호를 생성하는 기능을 갖는다.

이하, 화상 생성부(3)의 각 부에 대하여 상세히 설명한다.

(영상광 생성부)

영상광 생성부(31)는, 광 주사부(36)(광 스캐너)에 의해 주사(광주사)되는 영상광 L1을 생성하는 것이다.

이 영상광 생성부(31)는, 파장이 상이한 복수의 광원(광원부)(311R, 311G, 311B)을 갖는 광원부(311)와, 복수의 구동 회로(312R, 312G, 312B)와, 광합성부(합성부)(313)를 갖는다.

광원부(311)가 갖는 광원(311R)(R 광원)은, 적색광을 사출하는 것이며, 광원(311G)(G 광원)은 녹색광을 사출하는 것이며, 광원(311B)은, 청색광을 사출하는 것이다. 이와 같은 3색의 광을 사용함으로써, 풀 컬러의 화상을 표시할 수 있다.

광원(311R, 311G, 311B)에는, 각각, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 레이저 다이오드, LED 등을 사용할 수 있다.

이와 같은 광원(311R, 311G, 311B)은, 각각, 구동 회로(312R, 312G, 312B)와 전기적으로 접속되어 있다.

구동 회로(312R)는, 전술한 광원(311R)을 구동하는 기능을 갖고, 구동 회로(312G)는, 전술한 광원(311G)을 구동하는 기능을 갖고, 구동 회로(312B)는, 전술한 광원(311B)을 구동하는 기능을 갖는다.

이와 같은 구동 회로(312R, 312G, 312B)에 의해 구동된 광원(311R, 311G, 311B)으로부터 사출된 3개(3색)의 광(영상광)은, 광합성부(313)에 입사한다.

광합성부(313)는, 복수의 광원(311R, 311G, 311B)으로부터의 광을 합성하는 것이다.

본 실시 형태에서는, 광합성부(313)는, 2개의 다이크로익 미러(313a, 313b)를 갖는다.

다이크로익 미러(313a)는, 적색광을 투과시킴과 함께 녹색광을 반사하는 기능을 갖는다. 또한, 다이크로익 미러(313b)는, 적색광 및 녹색광을 투과시킴과 함께 청색광을 반사하는 기능을 갖는다.

이와 같은 다이크로익 미러(313a, 313b)를 사용함으로써, 광원(311R, 311G, 311B)으로부터의 적색광, 녹색광 및 청색광의 3색의 광을 합성하여, 1개의 영상광 L1을 형성한다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 전술한 광원부(311)는, 광원(311R, 311G, 311B)으로부터의 적색광, 녹색광 및 청색광의 광로 길이가 서로 동등해지도록, 배치되어 있다.

또한, 광합성부(313)는, 전술한 바와 같은 다이크로익 미러를 사용한 구성으로 한정되지 않고, 예를 들어 프리즘, 광 도파로, 광 파이버 등으로 구성된 것이어도 된다.

이상과 같은 구성의 영상광 생성부(31)에서, 광원부(311)로부터 3색의 영상광이 생성되고, 이러한 영상광이 광합성부(313)에서 합성되고, 1개의 영상광 L1이 생성된다. 그리고, 영상광 생성부(31)에서 생성된 영상광 L1은, 렌즈(34)를 향해서 사출된다.

또한, 전술한 영상광 생성부(31)에는, 예를 들어 광원(311R, 311G, 311B)에 의해 생성된 영상광 L1의 강도 등을 검출하는 광 검출 수단(도시생략) 등이 설치되어 있어도 된다. 이와 같은 광 검출 수단을 설치함으로써, 검출 결과에 따라서 영상광 L1의 강도를 조정할 수 있다.

(렌즈)

영상광 생성부(31)에서 생성된 영상광 L1은, 렌즈(34)에 입사한다.

렌즈(34)는, 영상광 L1의 방사 각도를 제어하는 기능을 갖는다. 이 렌즈(34)는, 예를 들어 콜리메이터 렌즈이다. 콜리메이터 렌즈는, 광을 평행 상태의 광속으로 조정(변조)하는 렌즈이다.

이와 같은 렌즈(34)에서, 영상광 생성부(31)로부터 사출된 영상광 L1은, 평행화된 상태에서 후술하는 광 주사부(36)로 전송된다.

(구동 신호 생성부)

구동 신호 생성부(32)는, 광 주사부(36)(광 스캐너)를 구동하는 구동 신호를 생성하는 것이다.

이 구동 신호 생성부(32)는, 광 주사부(36)의 제1 방향에서의 주 주사(수평 주사)에 사용하는 제1 구동 신호를 생성하는 구동 회로(321)와, 광 주사부(36)의 제1 방향에 직교하는 제2 방향에서의 부 주사(수직 주사)에 사용하는 제2 구동 신호를 생성하는 구동 회로(322)를 갖는다.

예를 들어, 구동 회로(321)는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 주기 T1으로 주기적으로 변화하는 제1 구동 신호 V1(수평 주사용 전압)을 발생시키는 것이며, 구동 회로(322)는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 주기 T1과 상이한 주기 T2로 주기적으로 변화하는 제2 구동 신호 V2(수직 주사용 전압)를 발생시키는 것이다.

또한, 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호에 대해서는, 후술하는 광 주사부(36)의 설명과 함께, 후에 상세히 설명한다.

이와 같은 구동 신호 생성부(32)는, 도시하지 않은 신호선을 개재하여, 광 주사부(36)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 구동 신호 생성부(32)에서 생성된 구동 신호(제1 구동 신호 및 제2 구동 신호)는 광 주사부(36)에 입력된다.

(제어부)

전술한 바와 같은 영상광 생성부(31)의 구동 회로(312R, 312G, 312B) 및 구동 신호 생성부(32)의 구동 회로(321, 322)는, 제어부(33)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(33)는, 영상 신호(화상 신호)에 기초하여, 영상광 생성부(31)의 구동 회로(312R, 312G, 312B) 및 구동 신호 생성부(32)의 구동 회로(321, 322)의 구동을 제어하는 기능을 갖는다.

제어부(33)의 명령에 기초하여, 영상광 생성부(31)는 화상 정보에 따라서 변조된 영상광 L1을 생성하고, 구동 신호 생성부(32)는 화상 정보에 따른 구동 신호를 생성한다.

(광 주사부)

영상광 생성부(31)로부터 사출된 영상광 L1은, 렌즈(34)를 통하여, 광 주사부(36)에 입사한다.

광 주사부(36)는, 영상광 생성부(31)로부터의 영상광 L1을 2차원적으로 주사하는 광 스캐너이다. 이 광 주사부(36)에 의해 영상광 L1을 주사함으로써 주사광(영상광) L2가 형성된다.

이 광 주사부(36)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 가동 미러부(11)와, 1쌍의 축부(12a, 12b)(제1 축부)와, 프레임체부(13)와, 2쌍의 축부(14a, 14b, 14c, 14d) (제2 축부)와, 지지부(15)와, 영구 자석(16)과, 코일(17)을 구비한다. 바꿔 말하면, 광 주사부(36)는 소위 짐벌 구조를 갖고 있다.

여기서, 가동 미러부(11) 및 1쌍의 축부(12a, 12b)는, Y1축(제1 축) 주위로 요동(왕복 회동)하는 제1 진동계를 구성한다. 또한, 가동 미러부(11), 1쌍의 축부(12a, 12b), 프레임체부(13), 2쌍의 축부(14a, 14b, 14c, 14d) 및 영구 자석(16)은, X1축(제2 축) 주위로 요동(왕복 회동)하는 제2 진동계를 구성한다.

또한, 광 주사부(36)는, 신호 중첩부(18)를 갖고 있으며(도 7 참조), 영구 자석(16), 코일(17), 신호 중첩부(18) 및 구동 신호 생성부(32)는, 전술한 제1 진동계 및 제2 진동계를 구동(즉, 가동 미러부(11)를 X1축 및 Y1축 주위로 요동)시키는 구동부를 구성한다.

이하, 광 주사부(36)의 각 부를 순차 상세히 설명한다.

가동 미러부(11)는, 기초부(111)(가동부)와, 스페이서(112)를 통하여 기초부(111)에 고정된 광 반사판(113)을 갖는다.

광 반사판(113)의 상면(한쪽 면)에는, 광 반사성을 갖는 광 반사부(114)가 설치되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 광 반사판(113)은, 평면에서 볼 때 원형을 이루고 있다. 또한, 광 반사판(113)의 평면에서 볼 때의 형상은, 이것으로 한정되지 않으며, 예를 들어 타원형이나 타원형과 같은 원형, 사각형, 육각형과 같은 다각형 등이어도 된다.

이와 같은 광 반사판(113)의 하면(다른 쪽 면)에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 경질층(115)이 형성되어 있다.

경질층(115)은, 광 반사판(113) 본체의 구성 재료보다도 경질의 재료로 구성되어 있다. 이에 의해, 광 반사판(113)의 강성을 높일 수 있다. 그로 인해, 광 반사판(113)의 요동 시에 있어서의 휨을 방지 또는 억제할 수 있다. 또한, 광 반사판(113)의 두께를 얇게 하고, 광 반사판(113)의 X1축 및 Y1축 주위의 요동 시에 있어서의 관성 모멘트를 억제할 수 있다.

이와 같은 경질층(115)의 구성 재료로서는, 광 반사판(113) 본체의 구성 재료보다도 경질의 재료이면, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 다이아몬드, 카본 나이트라이드막, 수정, 사파이어, 탄탈산 리튬, 니오브산 칼륨 등을 사용할 수 있다.

또한, 경질층(115)은, 단층으로 구성되어 있어도 되며, 복수의 층의 적층체로 구성되어 있어도 된다. 또한, 경질층(115)은, 필요에 따라서 설치되는 것이며, 생략할 수도 있다.

또한, 광 반사판(113)의 하면은, 스페이서(112)를 통하여 기초부(111)에 고정되어 있다. 이에 의해, 광 반사판(113)과, 축부(12a, 12b), 프레임체부(13) 및 축부(14a, 14b, 14c, 14d)의 접촉을 방지하면서, 광 반사판(113)을 Y1축 주위로 요동시킬 수 있다.

프레임체부(13)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 프레임 형상을 이루고, 전술한 가동 미러부(11)의 기초부(111)를 둘러싸고 설치되어 있다. 바꾸어 말하면, 가동 미러부(11)의 기초부(111)는, 프레임 형상을 이루는 프레임체부(13)의 내측에 설치되어 있다.

그리고, 프레임체부(13)는, 축부(14a, 14b, 14c, 14d)를 통해 지지부(15)에 지지되어 있다. 또한, 가동 미러부(11)의 기초부(111)는, 축부(12a, 12b)를 통해 프레임체부(13)에 지지되어 있다.

축부(12a, 12b)는, 가동 미러부(11)를 Y1축 주위로 회동(요동) 가능하게 하도록, 가동 미러부(11)와 프레임체부(13)를 연결하고 있다. 또한, 축부(14a, 14b, 14c, 14d)는, 프레임체부(13)를 Y1축에 직교하는 X1축 주위로 회동(요동) 가능하게 하도록, 프레임체부(13)와 지지부(15)를 연결하고 있다.

축부(12a, 12b)는, 가동 미러부(11)의 기초부(111)를 통해 서로 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 축부(12a, 12b)는, 각각, Y1축을 따른 방향으로 연장되는 길이 형상을 이룬다. 그리고, 축부(12a, 12b)는, 각각, 일단부가 기초부(111)에 접속되고, 타단부가 프레임체부(13)에 접속되어 있다. 또한, 축부(12a, 12b)는, 각각, 중심축이 Y1축에 일치하도록 배치되어 있다.

이와 같은 축부(12a, 12b)는, 각각, 가동 미러부(11)의 Y1축 주위의 요동에 수반하여 비틀림 변형된다.

축부(14a, 14b) 및 축부(14c, 14d)는, 프레임체부(13)를 개재하여(사이에 끼워서) 서로 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 축부(14a, 14b, 14c, 14d)는, 각각, X1축을 따른 방향으로 연장되는 길이 형상을 이룬다. 그리고, 축부(14a, 14b, 14c, 14d)는, 각각, 일단부가 프레임체부(13)에 접속되고, 타단부가 지지부(15)에 접속되어 있다. 또한, 축부(14a, 14b)는, X1축을 개재하여 서로 대향하도록 배치되고, 마찬가지로, 축부(14c, 14d)는, X1축을 개재하여 서로 대향하도록 배치되어 있다.

이와 같은 축부(14a, 14b, 14c, 14d)는, 프레임체부(13)의 X1축 주위의 요동에 수반하여, 축부(14a, 14b) 전체 및 축부(14c, 14d) 전체가 각각 비틀림 변형된다.

이와 같이, 가동 미러부(11)를 Y1축 주위로 요동 가능과 함과 함께, 프레임체부(13)를 X1축 주위로 요동 가능하게 함으로써, 가동 미러부(11)를 서로 직교하는 X1축 및 Y1축의 2개의 축 주위로 요동(왕복 회동)시킬 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 이러한 축부(12a, 12b) 중 적어도 한쪽의 축부, 및 축부(14a, 14b, 14c, 14d) 중 적어도 하나의 축부에는, 각각, 예를 들어 변형 센서와 같은 각도 검출 센서가 설치되어 있다. 이 각도 검출 센서는, 광 주사부(36)의 각도 정보, 보다 구체적으로는, 광 반사부(114)의 X1축 주위 및 Y1축 주위의 각각의 요동각을 검출할 수 있다. 이 검출 결과는, 도시하지 않은 케이블을 통하여, 제어부(33)에 입력된다.

전술한 프레임체부(13)의 하면(광 반사판(113)과는 반대측의 면)에는, 영구 자석(16)이 접합되어 있다.

본 실시 형태에서는, 영구 자석(16)은, 길이 형상(막대 형상)을 이루고, X1축 및 Y1축에 대하여 경사지는 방향을 따라서 배치되어 있다. 그리고, 영구 자석(16)은, 그 길이 방향으로 자화되어 있다. 즉, 영구 자석(16)은, 일단부를 S극으로 하고, 타단부를 N극으로 하도록 자화되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 프레임체부(13)에 1개의 영구 자석의 수를 설치한 경우를 예로 들어 설명하지만, 이것으로 한정되지 않으며, 예를 들어 프레임체부(13)에 2개의 영구 자석을 설치하여도 된다. 이 경우, 예를 들어 장척 형상을 이루는 2개의 영구 자석을, 평면에서 볼 때 기초부(111)를 개재하여 서로 대향함과 함께, 서로 평행해지도록, 프레임체부(13)에 설치하면 된다.

영구 자석(16)의 바로 아래에는, 코일(17)이 설치되어 있다. 즉, 프레임체부(13)의 하면에 대향하도록, 코일(17)이 설치되어 있다. 이에 의해, 코일(17)로부터 발생하는 자계를 효율적으로 영구 자석(16)에 작용시킬 수 있어, 가동 미러부(11)를 서로 직교하는 2축(X1축 및 Y1축)의 각각의 축 주위로 회동시킬 수 있다.

코일(17)은, 신호 중첩부(18)에 전기적으로 접속되어 있다(도 7 참조).

그리고, 신호 중첩부(18)에 의해 코일(17)에 전압이 인가됨으로써, 코일(17)로부터 X1축 및 Y1축에 직교하는 자속을 갖는 자계가 발생한다.

신호 중첩부(18)는, 전술한 제1 구동 신호 V1과 제2 구동 신호 V2를 중첩하는 가산기(도시생략)를 갖고, 그 중첩한 전압을 코일(17)에 인가한다.

구동 회로(321)는, 예를 들어 도 5의 (a)에 도시한 바와 같은, 주기 T1으로 주기적으로 변화하는 제1 구동 신호 V1(수평 주사용 전압)을 발생시킨다. 즉, 구동 회로(321)는, 제1 주파수(1/T1)의 제1 구동 신호 V1을 발생시킨다.

제1 구동 신호 V1은, 정현파와 같은 파형을 이루고 있다. 그로 인해, 광 주사부(36)는 효과적으로 광을 주 주사할 수 있다. 또한, 제1 구동 신호 V1의 파형은, 이것으로 한정되지 않는다.

또한, 제1 주파수(1/T1)는 수평 주사에 적합한 주파수이면, 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 40㎑인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 제1 주파수는, 가동 미러부(11) 및 1쌍의 축부(12a, 12b)로 구성되는 제1 진동계(비틀림 진동계)의 비틀림 공진 주파수(f1)와 동등해지도록 설정되어 있다. 즉, 제1 진동계는, 그 비틀림 공진 주파수 f1이 수평 주사에 적합한 주파수가 되도록 설계(제조)되어 있다. 이에 의해, 가동 미러부(11)의 Y1축 주위의 회동각을 크게 할 수 있다.

한편, 구동 회로(322)는, 예를 들어 도 5의 (b)에 도시한 바와 같은, 주기 T1과 상이한 주기 T2로 주기적으로 변화하는 제2 구동 신호 V2(수직 주사용 전압)를 발생시킨다. 즉, 구동 회로(322)는, 제2 주파수(1/T2)의 제2 구동 신호 V2를 발생시킨다.

제2 구동 신호 V2는, 톱니파와 동일한 파형을 이루고 있다. 그로 인해, 광 주사부(36)는 효과적으로 광을 수직 주사(부 주사)할 수 있다. 또한, 제2 구동 신호 V2의 파형은, 이것으로 한정되지 않는다.

본 실시 형태에서는, 제2 구동 신호 V2의 주파수는, 가동 미러부(11), 1쌍의 축부(12a, 12b), 프레임체부(13), 2쌍의 축부(14a, 14b, 14c, 14d) 및 영구 자석(16)로 구성된 제2 진동계(비틀림 진동계)의 비틀림 공진 주파수(공진 주파수)와 상이한 주파수가 되도록 조정되어 있다.

또한, 영상 묘화의 방식인 래스터 스캔 방식에 있어서는, 전술한 수평 주사를 행하면서, 전술한 수직 주사를 행한다. 이때, 수평 주사의 주파수가, 수직 주사의 주파수보다도 높게 설정되어 있다. 일반적으로, 이와 같이 래스트 스캔 방식에 있어서, 주파수가 높은 쪽의 주사를 주 주사, 주파수가 낮은 쪽의 주사를 부 주사라 칭한다.

이상 설명한 바와 같은 광 주사부(36)에 의하면, 광 반사부(114)를 구비하는 가동 미러부(11)를 서로 직교하는 2개의 축 주위로 각각 요동시키므로, 광 주사부(36)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 관찰자에게 있어서의 사용 편의성이 보다 우수한 화상 표시 장치(1)로 할 수 있다.

특히, 광 주사부(36)가 짐벌 구조를 갖기 때문에, 영상광을 2차원적으로 주사하는 구성(광 주사부(36))을 보다 소형의 것으로 할 수 있다.

(보정 렌즈)

도 3에 도시한 바와 같이, 광 주사부(36)로부터 사출된 영상광 L2는, 보정 렌즈(42)에 입사한다.

이 보정 렌즈(42)는, 후술하는 반사부(6)에 의해 영상광 L2의 평행성이 흐트러지는 것을 보정하는 기능을 갖는다. 이에 의해, 영상광 L2의 해상도 성능을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 보정 렌즈(42)로서는, 예를 들어 토로이달 렌즈, 원통형 렌즈, 자유 곡면 렌즈 등을 들 수 있다.

또한, 광 주사부(36)와 보정 렌즈(42)의 사이에는, 필요에 따라, 임의의 광학계, 예를 들어 영상광 L2의 광속 폭(단면적)을 확대하는 눈동자 확대 광학계를 설치할 수도 있다. 이와 같은 광학계를 설치함으로써, 눈 EY에 입사하는 영상광의 단면적이 확대되기 때문에, 영상의 시인성을 높일 수 있다.

[반사부]

반사부(6)는, 프론트부(21)의 셰이드부(212)에 설치되어 있으며, 사용 시에 관찰자의 좌안 EYL의 전방에 위치하도록 배치되어 있다. 이 반사부(6)는, 관찰자의 눈 EY를 가리는 데 충분한 크기를 갖고 있으며, 광 주사부(36)로부터의 영상광 L2를 관찰자의 눈 EY를 향해서 입사시키는 기능을 갖는다.

반사부(6)는, 광 회절부(회절 광학 소자)(65)와, 투광성 부재(61)를 갖는다.

투광성 부재(61)는, 가시 영역에서 높은 투광성(광투과성)을 나타내는 수지 재료 등으로 형성된 투광성의 기재이다. 투광성 부재(61)는 면(611)을 갖는 평판 형상을 이루고 있다.

면(611) 위에는 광 회절부(65)가 설치되어 있다. 광 회절부(65)는, 광 주사부(36)로부터 사출된 영상광 L2를, 회절에 의해 관찰자의 눈 EY의 방향으로 편향시켜서, 영상광 L3을 생성하는 기능을 갖고 있다. 즉, 광 회절부(65)는, 영상광 L2를 회절시키는 회절 광학 소자를 포함하고 있다. 이 회절 광학 소자는, 반사형의 회절 소자이기 때문에, 광 회절부(65)에 입사한 영상광 L2는, 반사됨과 함께, 파장마다 결정된 특정한 각도로 서로 강화된다. 이에 의해, 특정한 회절 각도에 있어서 상대적으로 강도가 큰 회절광이 발생하게 된다.

즉, 반사부(6)는, 하프 미러이며, 외계광을 투과시키는 기능(가시광에 대한 투광성)도 갖는다. 따라서, 반사부(6)는, 광 주사부(36)로부터 사출된 영상광 L2를 반사시켜서 영상광 L3을 생성함과 함께, 사용 시에 있어서 반사부(6)의 외측으로부터 관찰자의 눈 EY를 향하는 외계광을 투과시키는 기능을 갖는다. 이에 의해, 관찰자는, 외계상을 시인하면서, 영상광 L3에 의해 형성된 허상(화상)을 시인할 수 있다. 즉, 시쓰루형의 헤드 마운트 디스플레이를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 투광성 부재(61)는, 면(611)을 갖는 평판 형상을 이루고 있지만, 필요에 따라 만곡된 형상을 이루고 있어도 된다. 예를 들어, 투광성 부재(61)는, 오목면을 갖고, 사용 시에 있어서 이 오목면이 관찰자측에 위치하도록 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 반사부(6)에서 반사된 영상광 L3을, 관찰자의 눈 EY를 향해서 효율적으로 집광시킬 수 있다.

본 실시 형태에 따른 광 회절부(65)는, 회절격자의 하나인 홀로그램 소자(651)로 구성되어 있다. 홀로그램 소자(651)는, 광 주사부(36)로부터 홀로그램 소자(651)에 조사되는 영상광 L2 중, 특정 파장 대역에 있는 광에 대해서는 회절시키고, 그 이외의 파장 대역에 있는 광에 대해서는 투과하는 성질을 갖는 반투과막(체적 홀로그램 소자)이다.

이와 같은 홀로그램 소자(651)에 의한 회절을 이용함으로써, 특정한 파장 대역에 있는 영상광 L2를 관찰자의 눈 EY로 유도하기 때문에, 회절 각도나 광속의 상태를 조정하는 것이 용이하게 되어, 외계상을 시인시키면서, 눈앞에 허상을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 홀로그램 소자(651)에 의해 회절된 광은, 영상광 L3으로서 관찰자의 좌안 EYL에 입사한다. 또한, 우안 EYR측에 위치하는 반사부(6)에 대해서도 마찬가지이다. 그리고, 관찰자의 좌우의 눈 EY에 각각 입사한 영상광 L3은, 관찰자의 망막에 있어서 결상한다.

또한, 광 회절부(65)를 구성하는 회절격자는, 반사형의 회절 소자이면 어떠한 것이어도 되며, 전술한 홀로그램 소자(홀로그래픽 그레이팅) 외에, 횡단면이 톱니 형상을 이루는 홈이 형성되어 있는 표면 릴리프형 회절격자(블레이즈드 그레이팅), 홀로그램 소자와 표면 릴리프형 회절격자를 조합한 표면 릴리프 홀로그램 소자(블레이즈드 홀로그래픽 그레이팅) 등이어도 된다.

이 중, 회절 효율을 중시한 경우에는, 표면 블레이즈 홀로그램 소자도 바람직하게 사용된다. 이 소자는, 홈을 구성하는 면의 각도(블레이즈 각)에 의해 결정되는 회절광의 파장(회절 효율이 가장 높은 광의 파장)과, 홀로그램 소자의 간섭 줄무늬 피치에 의해 결정되는 회절광의 파장과, 영상광 L1의 파장을 대응시킴으로써, 특히 높은 회절 효율을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 화상 표시 장치(1)에 의하면, 화상 생성부(3)에 의해 생성된 영상광 L1을, 반사부(6)에서 관찰자의 눈 EY로 유도함으로써 관찰자는, 영상 신호에 기초하는 영상을, 시야 영역에 형성된 허상으로서 인식할 수 있다.

[화상 표시 장치의 작동]

다음으로, 화상 표시 장치(1)의 작동에 대하여 설명한다.

도 8은, 광 주사부에 의해 주사된 영상광이, 반사부에 투사됨과 함께 2차원적으로 주사되어 있는 모습의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8에 도시한 예에서는, 광 주사부(36)에 의해 주사되고, 반사부(6)의 투광성 부재(61) 위에 형성된 직사각형을 이루는 홀로그램 소자(651)(광 회절부(65))에 투사된다.

영상광 L2는, 수평 방향(도 8의 좌우 방향(제1 방향))의 주 주사 FS와, 수직 방향(도 8의 상하 방향(제2 방향))의 부 주사 SS가 조합됨으로써, 홀로그램 소자(651) 내에 임의의 영상을 묘화한다. 영상광 L2의 주사 패턴은, 특별히 한정되지 않지만, 도 8에 파선의 화살표로 나타내는 패턴 예에서는, 수평 방향을 따라서 주 주사된 후, 단부에서 수직 방향으로 부 주사되고, 수평 방향을 따라서 역방향으로 주 주사된 후, 단부에서 수직 방향으로 부 주사된다고 하는 움직임이 반복된다.

또한, 주 주사 FS의 방향은, 전술한 바와 같이 수평 방향과 일치하고 있으며, 또한 관찰자의 좌안 EYL의 중심과 우안 EYR의 중심을 연결하는 방향과도 평행한 것이 바람직하다. 이에 의해, 예를 들어 수평 방향과 연직 방향으로 각각 평행한 변을 갖는 영상면을 형성할 수 있다. 그 결과, 관찰자에게 있어서 시인하기 쉬운 영상을 형성할 수 있다.

도 9는, 도 3에 도시한 화상 표시 장치의 작용을 설명하기 위한 모식도이다. 이 중, 도 9의 (a)는 도 3에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 9의 (b)는 도 3에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

또한, 도 9의 (a)에 도시한 2개의 실선의 화살표는, 주 주사 FS의 진폭의 양단에 대응하는 영상광 L2, 및 이 영상광 L2가 광 회절부(65)에서 회절되어 발생한 영상광 L3에 대응하고 있다.

또한, 도 9의 (b)에 도시한 2개의 실선의 화살표는, 부 주사 SS의 진폭의 양단에 대응하는 영상광 L2, 및 이 영상광 L2가 광 회절부(65)에서 회절되어 발생한 영상광 L3에 대응하고 있다.

또한, 도 9의 (b)에 도시한 교차점 P1은, 도 8에 도시한 주 주사 FS의 진폭의 중심 C1과 부 주사 SS의 진폭의 중심 C2의 교차점이다.

또한, 도 9의 (b)에 도시한 법선 N1은, 광 회절부(회절 광학 소자)(65)의 표면 중, 교차점 P1에 있어서의 법선이다. 또한, 본 발명에 있어서의 「법선 N1」은, 교차점 P1을 일단으로 하고, 광 회절부(65)의 표면에 인접하는 공간측으로 연장되는 반직선으로 한다.

또한, 도 9의 (b)에 도시한 평면 F1은, 교차점 P1과, 관찰자의 우안 EYR의 중심과, 좌안의 EYL의 중심을 포함하는 가상 평면이다.

도 9에 도시한 광 주사부(36)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 평면 F1 내이며, 또한 좌안 EYL의 좌측 방향(측방)에 위치하고 있다. 그리고, 광 주사부(36)에서 반사되면서 주사된 영상광 L2는, 광 회절부(65)에 있어서 회절되고, 영상광 L3으로서 좌안 EYL에 입사한다. 이에 의해, 관찰자는, 영상 신호에 기초하는 영상을 시인할 수 있다.

그런데, 도 9에 도시한 광 회절부(65)는, 그 표면의 법선 N1이, 평면 F1보다도 관찰자의 머리끝 측에 위치하도록, 평면 F1에 대하여 기울어져 있다. 즉, 광 회절부(65)의 표면은, X축의 -측으로부터 보았을 때, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL을 정면으로 마주하고 있는 상태로부터 약간 관찰자의 머리끝 측(Y축의 +측)을 향하도록 기울어져 있다.

또한, 영상광 L2를 사출하는 광 주사부(36)는, 평면 F1 내에 포함되는 위치에 설치되어 있다.

이와 같은 평면 F1에 대하여 법선 N1을 기울임으로써, 영상광 L2의 모두가 광 회절부(65)에서 회절되지 않고, 그 일부가 광 회절부(65)의 표면에서 반사(정반사)된 경우에도, 그 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 낮게 할 수 있다. 즉, 영상광 L2의 일부가 광 회절부(65)의 표면에 입사하면, 그 반사광은, 입사각과 동등한 반사각으로 사출된다. 이로 인해, 평면 F1에 대하여 법선 N1이 기울어져 있으면, 반사광 L9는, 평면 F1로부터 머리끝 측으로 이격되는 방향으로 사출되게 된다. 그 결과, 반사광 L9는, 평면 F1 위에 위치하는 우안 EYR에 입사하는 것이 억제된다. 이에 의해, 우안 EYR에 의도치 않은 광이 입사하기 어려워져서, 우안 EYR이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있다.

또한, 도 9의 (b)에서는, 반사광 L9가 평면 F1보다도 관찰자의 머리끝 측으로 사출된다. 이로 인해, 반사광 L9는, 타인의 눈에 입사할 확률이 낮아져서, 타인이 불쾌감을 느낄 우려를 줄일 수 있다.

또한, 평면 F1에 대한 법선 N1의 경사 각도 θ는, Y축의 가장 +측에 위치하는 영상광 L2가 반사했을 때의 반사광 L9가, 우안 EYR에 입사하지 않는 각도로 설정되어 있으면 된다. 따라서, 경사 각도 θ는, 우안 EYR의 동공의 크기, 우안 EYR과 반사부(6)의 거리, 부 주사 SS의 진폭 등에 따라서 결정할 수 있다.

일례로서, 경사 각도 θ는, 바람직하게는 0.1°이상 30°이하로 되고, 보다 바람직하게는 0.2°이상 20°이하로 된다. 이에 의해, 외관에 있어서의 위화감을 억제하면서, 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 저감할 수 있다.

한편, 도 9의 (a)에서는, 관찰자의 머리끝 측으로부터 보았을 때, 광 회절부(65)의 표면 법선 N1이 좌안 EYL의 중심과 겹쳐 있다. 이로 인해, 광 회절부(65)나 그것을 지지하는 반사부(6)는, 헤드부 H의 좌우 방향에 있어서는 기울지 않게 된다. 그로 인해, 도 9에 도시한 반사부(6)는, 제3자로부터 보았을 때, 예를 들어 안경 렌즈나 고글 등과 동등한 외관으로 보이게 되어, 위화감이 적은 외관을 갖게 된다.

또한, 관찰자의 머리끝 부분으로부터 보았을 때, 법선 N1이 좌안 EYL의 중심과 겹쳐 있는 것은, 본 발명에 있어서 필수는 아니며, 좌안 EYL의 중심으로부터 좌측 또는 우측으로 어긋나 있어도 된다.

또한, 일반적인 영상에서는, 광량을 적산하면, 교차점 P1에 있어서의 영상광 L2의 적산 광량이 가장 커지게 되는 경우도 많으리라 생각된다. 이로 인해, 우안 EYR에 있어서의 시인성의 저하를 억제한다는 관점에서는, 적어도 교차점 P1에 있어서의 영상광 L2가 반사했을 때의 반사광 L9가, 우안 EYR에 입사하지 않는다고 하는 상황을 만들어 낼 수 있으면 된다. 이러한 관점에서 보면, 평면 F1에 대한 법선 N1의 경사 각도 θ는, Y축의 가장 +측에 위치하는 영상광 L2가 반사했을 때의 반사광 L9가 우안 EYR에 입사하지 않는다고 하는 조건을 충족하는 각도보다도 더 하한측으로 완화하는 것이 가능하다.

즉, 우안 EYR에 과도한 미광이 입사하지 않도록 하기 위해서는, 적어도 교차점 P1에서 반사된 반사광 L9가 우안 EYR에 입사하지 않는 각도로 설정되어 있으면 충분하고, 이와 같은 조건을 충족하는 경사 각도 θ의 하한값은, 예를 들어 0.01°로 된다.

또한, 면(611)이 전술한 바와 같은 만곡면인 경우이더라도, 본 실시 형태는 적용 가능하다. 즉, 만곡면으로 구성된 면(611)의 교차점 P1에 있어서의 법선 N1이 평면 F1에 대하여 기울어져 있으면, 전술한 바와 같은 효과가 얻어진다.

<제2 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 10은, 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 10의 (a)는, 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

이하, 제2 실시 형태에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1이, 평면 F1보다도 관찰자의 몸통체측에 위치하도록, 평면 F1에 대하여 기울어져 있는 점 이외에는, 제1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지이다. 즉, 광 회절부(65)의 표면은, X축의 -측으로부터 보았을 때, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL을 정면으로 마주하고 있는 상태로부터 약간 관찰자의 몸통체측(Y축의 -측)을 향하도록 기울어져 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서도, 영상광 L2를 사출하는 광 주사부(36)는, 평면 F1 내에 포함되는 위치에 설치되어 있다.

이와 같은 평면 F1에 대하여 법선 N1을 기울임으로써, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 즉, 영상광 L2의 모두가 광 회절부(65)에서 회절되지 않고, 그 일부가 광 회절부(65)의 표면에서 반사된 경우에도, 그 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 낮게 할 수 있다. 즉, 반사광 L9는, 평면 F1로부터 관찰자의 몸통체측으로 이격되는 방향으로 사출되게 되어, 우안 EYR에 의도치 않은 광이 입사하기 어려워지므로, 우안 EYR이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있다.

또한, 도 10의 (b)에서는, 법선 N1이 평면 F1보다도 관찰자의 몸통체측으로 기울어져 있기 때문에, 반사부(6)와 좌안 EYL의 사이에, 관찰자의 머리끝 측으로부터 외광이 들어가기 어렵다. 이로 인해, 외광에 의해 좌안 EYL이나 우안 EYR에 있어서의 화상이 외부 경치의 시인성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 평면 F1에 대한 법선 N1의 경사 각도 θ는, Y축의 가장 -측에 위치하는 영상광 L2가 반사했을 때의 반사광 L9가, 우안 EYR에 입사하지 않는 각도로 설정되어 있으면 된다. 따라서, 경사 각도 θ는, 우안 EYR의 동공의 크기, 우안 EYR과 반사부(6)의 거리, 부 주사 SS의 진폭 등에 따라서 결정할 수 있다.

일례로서, 경사 각도 θ는, 바람직하게는 0.01°이상 30°이하로 되고, 보다 바람직하게는 0.1°이상 20°이하로 된다. 이에 의해, 외관에 있어서의 위화감을 억제하면서, 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 저감할 수 있다.

한편, 도 10의 (a)에서는, 관찰자의 머리끝 측으로부터 보았을 때, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1은 좌안 EYL의 중심과 겹쳐 있다. 이로 인해, 광 회절부(65)나 그것을 지지하는 반사부(6)는, 헤드부 H의 좌우 방향에 있어서는 기울어지지 않은 것으로 된다. 그로 인해, 도 9에 도시한 반사부(6)는, 제3자로부터 보았을 때, 예를 들어 안경 렌즈나 고글 등과 동등한 외관으로 보이게 되어, 위화감이 적은 외관을 갖게 된다.

또한, 면(611)이 전술한 바와 같은 만곡면인 경우에도, 전술한 바와 같이 교차점 P1에 있어서의 법선 N1이 평면 F1에 대하여 기울어져 있으면, 전술한 바와 같은 효과가 얻어진다.

이상과 같은 제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용, 효과가 얻어진다.

<제3 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 11은, 제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 11의 (a)는, 제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

이하, 제3 실시 형태에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1, 제2 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

제3 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 제1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지로, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1이, 평면 F1보다도 관찰자의 머리끝 측에 위치하도록, 평면 F1에 대하여 기울어져 있다. 이로 인해, 본 실시 형태는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용, 효과를 발휘한다.

그것에 추가하여, 본 실시 형태에서는, 광 주사부(36)가, 도 11에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL의 좌측 기울기 머리끝 측에 위치하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 광 주사부(36)가 좌안 EYL의 좌측이며, 또한 평면 F1보다도 관찰자의 머리끝 측에 위치하고 있다.

다시 바꾸어 말하면, 도 8에 있어서의 부 주사 SS의 중심을 통과하도록 주 주사된 광의 빔이 스웹트된(swept) 면, 즉, 도 11의 (a)에 있어서의 2개의 영상광 L2의 사이에 끼워진 영역(주 주사면)이 평면 F1보다도 머리끝 측(법선 N1과 동일한 측)에 위치함과 함께, 평면 F1에 대하여 기울어져 있다.

이와 같은 위치 관계가 성립되면, 본 실시 형태에 따른 광 회절부(65)의 표면은, 제1 실시 형태의 경우에 비하여, 광 주사부(36)에 대하여 보다 정면에 마주하는 가까운 상태(비구동 상태에 있는 광 반사판(113)에 대하여 보다 정면에 마주하는 가까운 상태)로 된다. 이로 인해, 광 주사부(36)에 의해 영상광 L2를 주사 할 때 필요한 주사 영역의 보정, 예를 들어 광 회절부(65)의 표면에 주사된 영상광 L2가 사다리꼴 형상으로 왜곡되는 것을 보정하기(소위 사다리꼴 왜곡을 보정하기) 위해서, 영상 신호나 구동 신호에 가미되는 보정의 양을 적게 할 수 있다. 그 결과, 보정에 수반되는 화질의 저하를 보다 작게 억제할 수 있다.

또한, 상기와 같은 효과가 얻어지기 위해서는, 전술한 주 주사면이, 평면 F1보다도 관찰자의 머리끝 측에 위치하도록 기울어 있으면 되지만, 바람직하게는 도 11에 도시한 바와 같이, 전술한 주 주사면이, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1을 포함하도록 기울어진다.

바꾸어 말하면, 법선 N1 위에 광 주사부(36)가 위치하도록, 반사부(6)의 자세와 광 주사부(36)의 배치를 설정한다.

이와 같은 위치 관계가 성립하면, 부 주사 SS의 진폭은, 주 주사면을 사이에 두고 대칭이 되기 때문에, 소위 사다리꼴 왜곡을 최소한으로 억제할 수 있다. 그 결과, 영상 신호나 구동 신호에 가미되는 보정량을 최소한으로 그치게 할 수 있다.

<제4 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 12는, 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 12의 (a)는, 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 12의 (b)는, 도 12의 (a)에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

이하, 제4 실시 형태에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1 내지 제3 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 제2 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지로, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1이, 평면 F1보다도 관찰자의 몸통체측에 위치하도록, 평면 F1에 대하여 기울어져 있다. 이로 인해, 본 실시 형태는, 제2 실시 형태와 마찬가지의 작용, 효과를 발휘한다.

그 외에, 본 실시 형태에서는, 광 주사부(36)가, 도 12에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL의 좌측 기울기 몸통체측에 위치하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로 광 주사부(36)가 좌안 EYL의 좌측이며, 또한 평면 F1보다도 관찰자의 몸통체측에 위치하고 있다.

다시 바꾸어 말하면, 도 8에 있어서의 부 주사 SS의 중심을 통과하도록 주 주사된 광의 빔이 스웹트된 면, 즉, 도 12의 (a)에 있어서의 2개의 영상광 L2의 사이에서 끼워진 영역(주 주사면)이 평면 F1보다도 몸통체측(법선 N1과 동일한 측)에 위치하도록, 평면 F1에 대하여 기울어져 있다.

이와 같은 위치 관계가 성립하면, 본 실시 형태에 따른 광 회절부(65)의 표면은, 제2 실시 형태의 경우에 비하여, 광 주사부(36)에 대하여 보다 정면에 마주하는 가까운 상태(비 구동 상태에 있는 광 반사판(113)에 대하여 보다 정면에 마주하는 가까운 상태)로 된다. 이로 인해, 광 주사부(36)에 의해 영상광 L2를 주사 할 때 필요한 주사 영역의 보정, 예를 들어 광 회절부(65)의 표면에 주사된 영상광 L2가 사다리꼴 형상으로 왜곡되는 것을 보정하기(소위 사다리꼴 왜곡을 보정하기) 위해서, 영상 신호나 구동 신호에 가미되는 보정의 양을 적게 할 수 있다. 그 결과, 보정에 수반되는 화질의 저하를 보다 작게 억제할 수 있다.

또한, 상기와 같은 효과가 얻어지기 위해서는, 전술한 주 주사면이, 평면 F1보다도 관찰자의 몸통체측에 위치하도록 기울어져 있으면 되지만, 바람직하게는 도 12에 도시한 바와 같이, 전술한 주 주사면이, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1을 포함하도록 기울어진다.

<부기 1>

도 13은, 부기 1에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 13의 (a)는, 부기 1에 따른 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 13의 (b)는, 도 13의 (a)에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

이하, 부기 1에 따른 화상 표시 장치에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태에 따른 화상 표시 장치와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

부기 1에 따른 화상 표시 장치(1)는, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1이, 평면 F1 내에 포함되어 있다.

한편, 부기 1에 따른 화상 표시 장치(1)에서는, 이 법선 N1이 좌안 EYL과 우안 EYR의 사이를 지향하도록, 반사부(6)가 기울어져 있다. 즉, 광 회절부(65)의 표면은, Y축의 +측으로부터 보았을 때, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL을 정면으로 마주하고 있는 상태로부터 약간 우안 EYR측(X축의 +측)을 향하도록 기울어져 있다.

이와 같이 광 회절부(65)의 표면을 기울임으로써, 영상광 L2의 모두가 광 회절부(65)에서 회절되지 않고, 그 일부가 광 회절부(65)의 표면에서 반사된 경우에도, 그 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 낮게 할 수 있다. 이에 의해, 우안 EYR에 의도치 않은 광이 입사하기 어려워져서, 우안 EYR이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성이 저하되는 것을 피할 수 있다.

여기서, Z축과 법선 N1이 이루는 각도를 α라 하면, 경사 각도 α는, 우안 EYR의 동공의 크기, 우안 EYR과 반사부(6)의 거리, 부 주사 SS의 진폭 등에 따라서 적절히 결정된다.

일례로서, 경사 각도 α는, 바람직하게는 0.01°이상 30°이하로 되고, 보다 바람직하게는 0.02°이상 20°이하로 된다. 이에 의해, 외관에 있어서의 위화감을 억제하면서, 반사광 L9가 우안 EYR에 입사할 확률을 충분히 저감할 수 있다.

또한, 이들 점 이외에는, 부기 1에 따른 화상 표시 장치(1)는, 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지이다.

<부기 2>

도 14는, 부기 2에 따른 화상 표시 장치의 작동을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 14의 (a)는, 부기 2에 따른 화상 표시 장치의 일부를, Y축의 +측으로부터 본 도면이며, 도 14의 (b)는, 도 14의 (a)에 도시한 화상 표시 장치의 일부를, X축의 -측으로부터 본 도면이다.

이하, 부기 2에 따른 화상 표시 장치에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치와의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태에 따른 화상 표시 장치와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

부기 2에 따른 화상 표시 장치(1)는, 광 회절부(65)의 표면의 법선 N1이, 평면 F1 내에 포함되어 있다.

한편, 부기 2에 따른 화상 표시 장치(1)에서는, 이 법선 N1이 좌안 EYL의 좌측을 지향하도록, 반사부(6)가 기울어져 있다. 즉, 광 회절부(65)의 표면은, Y축의 +측으로부터 보았을 때, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 좌안 EYL을 정면으로 마주하고 있는 상태로부터 약간 좌측(X축의 -측)을 향하도록 기울어져 있다.

또한, 이들 점 이외에는, 부기 2에 따른 화상 표시 장치(1)는, 제1 내지 제4 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지이다.

<제5 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 15는, 본 발명의 화상 표시 장치의 제5 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 제5 실시 형태에 대하여 설명하지만, 이하의 설명에서는, 전술한 제1 내지 제4 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 마찬가지의 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 또한, 도면에 있어서, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 사항에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

제5 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)는, 홀로그램 소자(651)의 구성이 상이한 점 이외에, 제1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치(1)와 마찬가지이다.

즉, 전술한 각각의 실시 형태에 따른 홀로그램 소자(651)에는, 각각, 적색광, 녹색광 및 청색광의 3색의 광을 개별로 회절시키도록, 적색광용 간섭 줄무늬와 녹색광용 간섭 줄무늬와 청색광용 간섭 줄무늬를 서로 다른 피치로 1층의 홀로그램 층 내에 중첩(다중화)시켜서 형성하고 있다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 따른 홀로그램 소자(651)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 적색광을 회절시키기 위한 홀로그램층(651R)과, 녹색광을 회절시키기 위한 홀로그램층(651G)과, 청색광을 회절시키기 위한 홀로그램층(651B)을 적층하여 이루어지는 적층체로 구성되어 있다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 적색광용 간섭 줄무늬와, 녹색광용 간섭 줄무늬와, 청색광용 간섭 줄무늬를, 서로 다른 홀로그램층에 형성하도록 하였기 때문에, 간섭 줄무늬끼리가 중복되어버림에 따른 회절 효율의 저하가 억제된다. 이로 인해, 본 실시 형태에 의하면, 홀로그램 소자(651)의 회절 효율을 높일 수 있다.

또한, 홀로그램 소자(651)의 회절 효율을 높임으로써, 홀로그램 소자(651)에 있어서 반사되는 광의 양을 상대적으로 저감시킬 수 있다. 이로 인해, 광 회절부(65)의 표면에서 영상광 L2가 반사했을 때에도, 그 광량이 억제되고, 우안 EYR에 입사해버렸다고 해도 우안 EYR이 시인해야 할 화상이나 외부 경치의 시인성의 저하를 최소한으로 그치게 할 수 있다.

또한, 홀로그램층(651R), 홀로그램층(651G) 및 홀로그램층(651B)의 적층순은, 도 15에 도시한 적층순으로 한정되지 않는다.

이상과 같은 제5 실시 형태에 있어서도, 제1 내지 제4 실시 형태와 마찬가지의 작용, 효과가 얻어진다.

이상, 본 발명의 화상 표시 장치에 대하여, 도시한 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 본 발명의 화상 표시 장치에서는, 각 부의 구성은, 마찬가지의 기능을 발휘하는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있으며, 또한 임의의 구성을 부가할 수도 있다.

1: 화상 표시 장치
2: 프레임
3: 화상 생성부
6: 반사부
9: 화상 표시 장치
10: 헤드 마운트 디스플레이
11: 가동 미러부
12a: 축부
12b: 축부
13: 프레임체부
14a: 축부
14b: 축부
14c: 축부
14d: 축부
15: 지지부
16: 영구 자석
17: 코일
18: 신호 중첩부
21: 프론트부
22: 템플
23: 노즈 패드
27: 오목부
31: 영상광 생성부
32: 구동 신호 생성부
33: 제어부
34: 렌즈
36: 광 주사부
42: 보정 렌즈
61: 투광성 부재
65: 광 회절부
91: 광원
92: 주사부
93: 편향부
94: 프레임
111: 기초부
112: 스페이서
113: 광 반사판
114: 광 반사부
115: 경질층
211: 림
212: 셰이드부
311: 광원부
311B: 광원
311G: 광원
311R: 광원
312B: 구동 회로
312G: 구동 회로
312R: 구동 회로
313: 광합성부
313a: 다이크로익 미러
313b: 다이크로익 미러
321: 구동 회로
322: 구동 회로
611: 면
651: 홀로그램 소자
651B: 홀로그램층
651G: 홀로그램층
651R: 홀로그램층
EA: 귀
EY: 눈
EYL: 좌안
EYR: 우안
H: 헤드부
L1: 영상광
L2: 영상광
L3: 영상광
L9: 반사광
L901: 영상광
L902: 영상광
L903: 반사광
L904: 반사광
N1: 법선
NS: 코
P1: 교차점
S1: 공간
S2: 공간
SS: 부 주사
T1: 주기
T2: 주기
V1: 제1 구동 신호
V2: 제2 구동 신호
W: 축선
α: 경사 각도
θ: 경사 각도

Claims

관찰자의 헤드부에 장착하여 사용되는 화상 표시 장치로서,
영상 신호에 기초하여 변조된 영상광을 생성하는 영상광 생성부와,
상기 관찰자의 헤드부의 측방에 위치하며, 또한 상기 영상광을 제1 방향으로 주 주사하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 부 주사하는 광 스캐너와,
상기 광 스캐너에 의해 주사된 상기 영상광이 입사되고, 당해 입사된 상기 영상광을 회절시켜서, 상기 관찰자의 한쪽 눈을 향해서 사출하는 회절 광학 소자
를 구비하고,
상기 주 주사의 진폭 중심과 상기 부 주사의 진폭 중심의 교차점에 있어서의 상기 영상광이 상기 회절 광학 소자의 표면에서 반사된 광이 상기 관찰자의 다른 쪽 눈에 입사하지 않도록, 상기 관찰자의 한쪽 눈의 중심과, 상기 관찰자의 다른 쪽 눈의 중심과, 상기 교차점을 포함하는 가상 평면에 대하여 상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이 기울어져 있는 것을 특징으로 하는, 화상 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 부 주사의 진폭 중심을 통과하도록 상기 주 주사된 광의 주사면은, 상기 가상 평면에 대하여 상기 법선과 동일한 측으로 기울어져 있는, 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이, 상기 가상 평면보다도 상기 관찰자의 머리끝 측에 위치하도록, 상기 가상 평면에 대하여 기울어져 있는, 화상 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회절 광학 소자의 표면의 상기 교차점에 있어서의 법선이, 상기 가상 평면보다도 상기 관찰자의 몸통체측에 위치하도록, 상기 가상 평면에 대하여 기울어져 있는, 화상 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 방향은, 상기 관찰자의 한쪽 눈의 중심과 상기 관찰자의 다른 쪽 눈의 중심을 연결하는 방향과 평행한, 화상 표시 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회절 광학 소자는, 체적 홀로그램 소자인, 화상 표시 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관찰자의 헤드부의 측방에 위치하는 프레임을 더 구비하고,
상기 광 스캐너는, 상기 프레임에 고정되어 있는, 화상 표시 장치.