CN101589327B - 光束扫描式显示装置、显示方法以及集成电路 - Google Patents

Abstract

作为头戴式显示器(HMD)和平视显示器(HUD)等而被利用的光束扫描式显示装置包括：光源(101)，输出光束；扫描部(103)，扫描从所述光源(101)输出的光束；偏转部(104)，使在所述扫描部(103)扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及波阵面形状变更部(102)，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光源(101)的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描部(103)。

Description

光束扫描式显示装置、显示方法以及集成电路

技术领域

本发明涉及HMD(头戴式显示器)等显示装置。 

背景技术

在以往的HMD(头戴式显示器)等显示装置中采用的方式是，使激光进行二维扫描，并直接描绘到眼睛的视网膜(以下称为激光扫描方式)(例如，参照专利文献1、2)。激光扫描方式的显示装置也被称为：视网膜扫描显示器、视网膜照射显示器、视网膜直接描绘显示器、激光扫描显示器、直观式显示装置、RSD(Retinal ScanningDisplay：视网膜扫描显示器)、VRD(Virtual Retinal Display：虚拟视网膜显示器)等。 

并且，激光扫描方式也有这样一种方式，即：具有焦点变更部，通过变更各个像素显示的深度，来实现三维立体显示(例如，参照专利文献3)。 

并且，激光扫描方式也有这样一种方式，即：具有波阵面曲率变更部，通过变更激光的波阵面曲率半径进行校正，以使波阵面曲率半径成为目标值(例如，参照专利文献4)。 

图34A以及图34B示出了眼镜式的HMD的结构的例子。在图34A以及图34B中，在眼镜框上搭载了发出激光的光源101、110，控制激光的波阵面的波阵面形状变更部102、109，以及使激光以二维方向扫描的扫描部103、108。激光通过扫描部103、108被投影向眼镜片，并通过眼镜片的表面所具有的偏转部104、107的反射，入射到用户的眼睛，从而在视网膜上形成图像。在此，偏转部104、 107中使用了半反射镜(half mirror)或全息光学元件(HOE：Hologram Optical Element)等，用户能够同时享用外部的景色以及由激光描绘的图像。并且，在扫描部103、108中使用了微镜器件等，所使用的微镜器件通过使一面单片反射镜以一个轴或两个轴方向振动，而使激光在二维方向上扫描。 

并且，在以往的微型显示器式的HMD的其他的实施例中，采用的不是激光光源而是将液晶显示器或有机EL显示器等微型显示器作为光源，并通过偏转部将来自微型显示器的光导入到用户的眼睛。 

与面向一般的个人电脑的显示器一样，在上述的HMD中也存在因VDT(Visual Display Terminal：视觉显示终端)作业而带来的视疲劳的问题。视疲劳主要是因为眼睛的焦点被固定在显示器上而引起的。图35示出了人眼的构造。图35是人眼的剖面图，如图中所示，人眼是通过入射光1205透过晶状体1202，并聚光于存在在眼球1201深处的视网膜1204，来识别图像的。 

人眼是通过使睫状体1203这种肌肉松驰或紧张来改变晶状体1202的厚度，进行调节，以使入射光1205能够良好地聚光在视网膜1204上。 

一般，人在看近处时使睫状体1203紧张，晶状体1202变厚。通过晶状体1202的厚度增加，晶状体的焦距变短，来自近处的光容易聚光在视网膜1204上，从而可以清楚地看到近处的物体1301。该状况在图36中示出。 

另外，在看远处时，通过使人眼的睫状体1203松驰，晶状体1202变薄。通过减少晶状体1202的厚度，晶状体的焦距变长，使来自远处的光容易聚光在视网膜1204上，从而可以清楚地看到远处的物体1301。该状况在图37中示出。 

在进行VDT作业时，由于要看离眼睛近的显示器射出的光，因此，通常是使睫状体1203紧张，晶状体1202变厚。在进行长时间的VDT作业时，由于该睫状体1203的紧张状态会持续下去，因此引起睫状 体的疲劳，从而导致眼睛疲劳。 

为了不使眼睛疲劳，在微型显示器式HMD采用了使微型显示器或微镜的位置改变的功能(例如，参照专利文献5)。 

在微型显示器或微镜的位置发生变化时，向用户提示的图像的可视距离(用户的眼睛与显示图像的虚像之间的距离)发生变化。因此，若将向用户提示的图像显示在离用户远的位置，则用户的眼睛的晶状体变薄，睫状体1203松驰。若利用此作用，则利用HMD的用户的眼睛疲劳可以得到缓解。 

另外，在光束扫描式HMD中，不是使微型显示器的位置移动，而是通过使光束的波阵面曲率发生变化，来进行同样的处理。一般，越从远处来的光，波阵面曲率就越大(来自无限远的光是波阵面曲率无限大的平行光)。因此，若使来自激光光源的光的波阵面曲率变大，则向用户提示的图像的可视距离变长，这样，可以缓解睫状体的紧张。 

用于HMD等的图像显示装置是个人用便携式显示终端之中的一个图像显示装置，从可穿戴的观点上来看，采用图34A和图34B所示的眼镜的形式是较一般的。 

在这样的HMD等图像显示装置中，例如将相当于眼镜形态的镜片部分假定为屏幕等，使激光二维地扫描这部分，并直接描绘到观察人的视网膜，从而进行图像显示(例如，参照专利文献6)。在此，相当于屏幕的瞳孔传输透镜采用了由里面反射镜或表面反射镜构成的反射镜，并且通过采用菲涅耳透镜等来构成这些反射镜，从而降低光学全体的厚度，达到轻量小型，以具有可穿戴性。 

然而，在这样的激光扫描方式的HMD中，当激光光源或激光扫描部没有被设置在眼前，而是被设置在侧头部的情况下，通过屏幕从激光光源到达视网膜的光路会因各个像素而在空间上产生不同。即，在光路上设置的反射镜等偏转部上的光束的入射角、反射角、波阵面形状以及光点大小会因各个像素而产生不同。然而，即使从激光光源输出具有一定的波阵面形状以及光点大小的光束，到达观察人的眼睛 的光束的波阵面形状以及光点大小等特性也会因画面内的像素而不同。其结果是，出现各个像素的大小不均一，或像素大小超过容限等问题。 

为了解决这样的问题，提出了这样一种图像显示装置，即：在激光扫描方式的图像显示装置中所包含的使被扫描到观察人的眼睛的激光发生偏转的光学单元中，为了与使光学单元的位置发生变化相对应，而具有将激光的波阵面曲率校正到目标值的曲率校正部(例如，参照专利文献4)。据此，不管是否会因激光照射到光学单元的照射位置而使激光的波阵面曲率等光学特性发生变化的程度产生不同，也可以校正光学特性，以使观察人能够容易且正确地识别图像。 

并且，还提出了各种各样的方式，即：在被安装在使用者的头部并进行图像显示的HMD等图像显示装置中，对作为图像显示部的液晶元件或有机EL等元件式显示装置或激光光束进行二维扫描，从而直接描绘到视网膜的方式等。 

在这样的图像显示装置中，由于能够减轻使用者的安装负担且长时间使用，因此能够期待显示装置全体的轻量小型化。而且，若与一般的眼镜采用相同的设计构成的话，则能够像通常的眼镜那样随时穿戴并活动自如。 

但是，在利用这种像素式显示装置的方式中，越追求高画质、广视角，显示部以及使用将显示部所发出的光导入到眼睛的棱镜或半反射镜的接目光学系统就会越变得大型化，轻量小型化就比较困难。 

并且，接目光学系统的结构是覆盖在眼前，虽然叫做眼镜，而实际上形状接近于风镜或头盔，因此很难实现自然的穿戴感，也很难实现一般的眼镜式的构成。 

另外，图34A以及图34B所示的激光扫描方式的视网膜扫描式显示器的特征是，采用小型的MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System：微机电系统)微镜器件，从而能够构成极小型的显示装置。 

而且，还提出，在接目光学系统中不采用棱镜或半反射镜而采用全息反射镜，以使光学系统薄型化，从而使装置全体成为眼镜型。(例如，参照专利文献2)。 

图38、图39A以及图39B示出了这样一种眼镜式图像显示装置的例子。 

在图38中，眼镜式图像显示装置81与通常的眼镜一样，由眼镜片82、眼镜框83、以及眼镜腿84构成。 

通过被设置在眼镜腿84上的开口85照射激光光束86，并二维扫描到眼镜片82上的图像反射区域87，且朝使用者的眼睛88偏转。入射到眼睛88的激光光束86在视网膜上形成光点，从而图像被识别。 

根据构成的不同，包括扫描部或电源部的外部设备89可以是有线连接或无线连接(在图中以虚线表示)。并且，还可以与声音再生装置相结合，并设置耳机等(未图示)。 

图39A是眼镜式图像显示装置81的平面图，图39B是侧视图。在图中仅示出了使用者的头部以及眼镜式图像显示装置81的右半边，在两眼对应的情况下，则成为左右对称的构成(以下相同)。 

如图39A以及图39B所示，在该实施例中的眼镜腿84上搭载了：射出激光光束86的光源91、使激光光束86二维扫描的扫描部92、以及控制各个部的控制部94。眼镜腿84的水平尺寸W采取了最小宽度，即正好能够使内藏的各个元件直线状排列的宽度。 

在入射到MEMS(Micro elector mechanical Systems：微机电系统)微镜的激光光束直径为2mm左右的情况下，大致可在5至10mm左右。 

关于垂直尺寸H，由于通常的眼镜片82的高度为25至35mm，因此大致可取30mm左右。 

激光光束86由光源91被投射向眼镜片82，并由在眼镜片82的表面形成的作为全息反射镜的偏转部93反射，从而入射到使用者的眼睛88，并在视网膜上形成图像。全息反射镜是形成李普曼全息图 (Lippmann type hologram)的光聚合物(photopolymer)层，仅反射具有波长选择性的激光光束的波长。这样，用户就可以同时看到外边的景色和由激光光束描绘的图像。 

以这样的构成，在将MEMS微镜用于扫描部92的情况下，从眼镜腿84的耳侧向MEMS微镜照射激光光束的光轴几乎与眼睛的中心轴平行，激光光束向MEMS微镜的入射角(反射面的法线和入射光轴形成的角)α与从MEMS微镜向偏转部93的入射角β相等。来自MEMS微镜的激光光束不被使用者的脸遮住而照射到偏转部，若如图39A所示的设置那样，则α＝β＝60°。 

并且，在同样的构成中也有激光光束的入射方向不同的例子(例如，参照专利文献7)。 

在专利文献7中，激光光源不是被设置在了耳侧，而是在眼镜片一侧设置了光源部，并入射到扫描部。实际上，由于从扫描部到眼镜片一侧没有什么空间，因此成为图40A以及图40B所示的光路构成。 

图40A以及图40B是示出像上述那样的眼镜式图像显示装置的平面图和侧视图。 

扫描部92与图39A以及图39B的构成位置相同。因此，从光源91照射出的激光光束86，通过折回(折り返し)反射镜95、96，由靠近扫描部92的眼镜片82一侧照射。此时，朝向扫描部92的入射角α成为，α＝β/2＝30°。 

专利文献1日本特开第2932636号公报 

专利文献2日本特开平10-301055号公报 

专利文献3日本特许第3103986号公报 

专利文献4日本特开2004-191946号公报 

专利文献5日本特许第3148791号公报 

专利文献6日本特开2000-221441号公报 

专利文献7日本特开2003-029198号公报 

要在激光扫描方式的显示器上实现高清晰度显示，就需要使画面 内的像素大小变小，这样，就需要使各个像素所对应的激光光点的大小变小。 

在激光扫描方式中，从光源到视网膜的光路会因各个像素而在空间上不同。尤其是在将HMD作为眼镜式时，光源和扫描部不是被设置在眼前而是被设置在侧头部的情况，以及以广视角大画面显示的情况下，扫描部上的激光扫描角度、在眼前设置的反射镜等(偏转部)上的激光的入射角、反射角、以及波阵面形状变化，也会因各个像素而差异很大。这样，出现的问题是：即使从光源输出一定的波阵面形状的光束，到达用户眼睛的光束的波阵面形状也会因画面内的像素而不同，光束的光点大小也会不同，在各个像素的大小上出现不均一，像素大小不能维持在容许范围内。 

在专利文献4中示出了校正曲率半径的方法，但是存在的问题是，即使将曲率半径控制在目标值，但如果光束光点大小不同的话，也会使画质降低。例如，不论是画面的中央还是周边都想控制成以平行光(曲率为0)入射到眼中的话，则光束光点大小会在画面中央和画面周边出现不同。这样，出现的问题是，在相邻的扫描线之间会出现缝隙，或者出现扫描线重叠的情况，从而导致画质降低。 

图41示出了上述问题的例子。并且示出了将所述的专利文献4中的曲率校正部适用于眼镜式的HMD的情况，为了作为眼镜式，而将扫描反射镜设置在侧头部，全息衍射元件等平面形状的偏转镜设置在眼前。图41示出了为了使从偏转镜朝向眼睛的光束的曲率成为0(平行光)，曲率变更部变更了来自光源的光束的曲率的情况。如图所示，由于是平行光束，因此，A1处的光束光点大小(直径)为450μm，B1处的光点大小为2400μm，光点的大小会有很大的不同。这样，视网膜上的光点大小(像素大小)也会出现不同，即在视网膜上，A2地点的光点大小为35μm，B2地点的光点大小为7μm。 

而且，在校正专利文献4中的曲率半径的方法中还会出现的问题是：光束的波阵面形状为球面形状，而且只有在其半径发生了改变时 才进行校正，在波阵面形状的水平成分和垂直成分发生了不同的变化等情况下，则不能校正到所需的曲率半径和所需的光点大小。 

图42示出了该问题的例子。与图41同样，示出了将所述曲率校正部适用于眼镜式HMD的情况。图42的平面图是从头的上方向下看的图，图42的侧面图是从侧面看的图。 

图42的平面图与图41一样，从偏转镜朝向眼睛的光束为平行光，A1处的光束光点大小(水平宽度)为450μm，A2处的光点大小(水平宽度)为35μm。从偏转镜朝向眼睛的光束在平面图中为平行光，在侧面图中为发散光，在这种情况下的A1处的光点大小(垂直宽度)为900μm，A2处的光点大小(垂直宽度)为780μm。 

偏转镜的反射光在平面图中为平行光，在侧面图中为发散光的原因是，偏转镜的透镜光学能力在水平方向和垂直方向不同，以及朝向偏转镜的入射角在水平方向和垂直方向不同，这是因为将HMD作为了眼镜式的缘故。 

这样，水平方向若为平行光，垂直方向则不为平行光，同样，垂直方向若为平行光，水平方向则不为平行光，因此，在上述的专利文献4的曲率校正部，会出现不能校正为所需的曲率半径以及光点大小的情况。 

而且，在激光扫描方式中也存在这样的问题，即：由于快速扫描光束，而激光光点大小能够变更的速度赶不上扫描速度的情况下，则不能将画面中的各个像素控制到所希望的大小。 

并且，在上述说明的以往技术中还存在这样的问题，即：虽然可以通过校正光学特性而使观察者能够正确地识别图像，但是调整光学特性的处理是较复杂的，因此在高精确度且高速运动的图像中难于适用。 

并且，还会出现的问题是：在不考虑用户的眼睛的状态而变化微型显示器的位置和激光的波阵面曲率的情况下，用户的眼睛不能很好地将入射光聚光在自己的视网膜上，因此，被显示的图像就会模糊。 

为了使入射光很好地聚光在视网膜上，就需要调节晶状体，而调节晶状体需要一定的时间，而且，晶状体能够实现的薄厚程度也与人的近视与远视有关。为此，若在不考虑目前的晶状体的薄度以及晶状体能够实现的薄度的界限等情况下，在使微型显示器的距离以及激光的波阵面曲率等发生变化时，则晶状体的变化无法应酬这些变化。因此，导致入射光不能很好地聚光在视网膜上，用户所识别到的显示图像则是模糊的。 

在上述的激光扫描HMD以及防止眼睛疲劳的HMD的以往的例子中，没有考虑到以上几点。 

而且，在以往的眼镜式图像显示装置中存在以下的问题。 

在一般的眼镜中有各种式样，例如，有眼镜框和眼镜腿细的，也有粗的，其中还有没有眼镜框而直接被安装在眼镜腿上的眼镜等，还有如图38所示的宽眼镜腿的式样。在作为图像显示装置将部件内藏于眼镜腿中的情况下，这种式样的眼镜比较合适。在这种情况下，眼镜腿的上下方向宽，水平方向薄比较好。特别是眼镜腿的部分若向外侧突出的话，在款式上就会成为不自然的形状，不适合常时使用。 

在图39A以及图39B所示的眼镜式图像显示装置，虽然眼镜腿的水平尺寸W被设定为最小，但由于朝向作为扫描部的MEMS微镜的入射角为60°，是个较大的角度，因此，相应地MEMS微镜所需要的尺寸也会增大。 

光束直径Db和MEMS微镜大小Dm相对于入射角α而言，由于其关系为Dm＝Db/cosα，因此，在α＝60°时，MEMS微镜大小为光束直径的2倍。这样，由于MEMS微镜变大而导致高速驱动困难，从而很难以高分辨率来显示。 

并且，由于变得又大又重，这样就需要使MEMS微镜的驱动部变得更大，眼镜腿宽度W也就变大。 

在图40A以及图40B所示的眼镜式图像显示装置中，由于朝向MEMS微镜的入射角α设定得比图39A以及图39B小，因此MEMS 微镜大小可以比较小。在α＝30°时，MEMS微镜大小Dm只要是激光光束直径Db的1.15倍即可，因此对高速驱动比较有利，但是，由于光源91和折回反射镜95被配置在MEMS微镜的外侧而构成了光路，因此，眼镜腿的水平尺寸W变大。 

发明内容

本发明为了解决上述的问题，目的在于通过使光束的波阵面形状适当地变化，从而在激光扫描方式的显示器上控制激光光点大小，以实现以更高的分辨率来显示高画质。 

并且，本发明为了解决上述以往的问题，目的在于提供一种图像显示装置，不仅能够对应高精确度且高速的运动图像，而且还能够使观察者能够正确地识别图像的处理变得简单。 

并且，本发明为了解决上述的问题，目的在于通过一边测定用户的视网膜上的光束的光点大小，一边使光束的曲率半径发生变化，从而既能够防止影像的模糊而且又能够防止眼睛疲劳。 

并且，本发明为了解决上述的问题，目的在于提供一种眼镜式图像显示装置，除抑制MEMS微镜的大小，有利于高速驱动以外，还能够使眼镜腿的水平尺寸变薄，并且穿戴舒适。 

本发明所涉及的光束扫描式显示装置包括：光源，输出光束；扫描部，扫描从所述光源输出的光束；偏转部，使在所述扫描部扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及波阵面形状变更部，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光源的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描部。 

如本构成所示，通过变更光束的波阵面形状，从而能够使光束的光点大小在规定的范围内。这样，所达到的效果是，减少画面内的各个像素大小的不均一，并实现高质量地显示以及高分辨率地显示。并且，由于能够对应变化更大的波阵面形状，因此，达到的效果是，能够实现大画面显示以及将扫描部等配置在侧头部的眼镜式HMD。 

并且，也可以是，光束扫描式显示装置包括光检测部，检测在所述扫描部扫描的光束的一部分；所述波阵面形状变更部根据所述光检测部的检测结果，变更光束的波阵面形状。 

作为一个实施例，所述光检测部对入射到用户的眼睛的光束在角膜上的反射光进行检测。光束扫描式显示装置包括：视线检测部，根据由所述光检测部检测出的反射光的强度，检测用户的视线方向；以及视野位置判断部，利用在所述视线检测部检测出的视线方向，判断在用户的视野区域内的光束的位置；并且，所述波阵面形状变更部，根据按照在所述视野位置判断部判断的光束的位置而变动的所述容许范围，变更光束的波阵面形状。 

通过此构成，即使在视线移动了的情况下也可以得到降低画质下降的效果。 

并且，也可以是，所述容许范围的上限，在光束越接近用户的视野中心的情况下就越大，在越远离视野中心的情况下就越小。通过此构成，不会使中心视野的画质下降，并且能够使波阵面形状变更部的工作速度降低。同样，即使波阵面形状变更部的工作速度慢的情况下，也能够得到高画质的HMD。 

并且，也可以是，所述容许范围的上限是：与用户的视野区域内的位置所对应的视力分辨能力相对应的值、和与视野中心的目标显示分辨率相对应的值中的值大的一个。通过此构成，达到的效果是，即使在使周边视野的光点大小大于中心视野的情况下，也不会使用户的眼睛识别到画质下降。 

作为其他的实施例也可以包括：光点大小判断部，根据所述光检测部的检测结果，判断入射到用户的眼睛的光束在视网膜上的光点大小；以及光束曲率控制部，保持光束的曲率半径的目标值，在所述光点大小判断部所判断的光点大小不超过预先规定的阈值的范围内，以规定的值为单位来变更光束的曲率半径，从而使光束的曲率半径分阶段地接近所述目标值。 

并且，在所述光点大小判断部所判断的光点大小不超过预先规定的阈值的范围内，光束的曲率半径的所述目标值被设定为最大的值。 

通过此构成，能够防止显示给用户的影像发生模糊，并且能够防止眼睛的睫状体紧张，从而缓解眼睛疲劳。 

并且，在所述光点大小判断部的判断结果超过了所述阈值的情况下，所述光束曲率控制部降低所述目标值。 

通过此构成，能够应对因近视等影响而不能在远处结焦的用户。 

并且，也可以是，所述光束曲率控制部只有所述光点大小在一定的时间内的变动幅度在一定值以下的情况下，才变更光束的曲率半径。 

通过此构成，能够考虑到在光束的曲率半径变更时晶状体调节所需要的时间，来决定光点大小。 

并且，光束扫描式显示装置还包括运动检测部，检测用户的身体动作变化；并且，也可以是，所述光束曲率控制部，根据所述运动检测部的输出，在用户的身体动作变化的幅度在一定值以上的情况下，不进行所述曲率半径的变更。 

通过此构成，在用户处于运动状态时等，不是观看显示影像而是观看外界的可能性比较高的情况下，能够中断处理，从而能够减少不不要的处理。并且，也可以是，所述光束曲率控制部交替地重复使光束的曲率半径增加的期间和使所述曲率半径减少的期间。通过此构成，能够防止显示影像发生模糊，并能够反复地使睫状体以一定的周期松驰或紧张。这样，能够减轻睫状体的疲劳，从而缓解眼睛疲劳。 

作为其他的实施例，所述偏转部包括衬底和至少在所述衬底的一部分上形成的全息反射镜；并且，所述全息反射镜也可以具有：偏转区域和反射体，所述偏转区域使来自所述扫描部的扫描光朝向用户的眼睛，所述反射体反射由所述扫描部输出的光束的一部分并导入到所述光检测部。 

通过这样的构成，由于能够简单地构成小型且轻量型的进行图像处理的光学系统，因此，能够高速且高精确度地进行光学调整。并且， 能够简单地进行为使观察者能够正确地识别图像的处理。 

并且，也可以是，所述反射体被形成在所述偏转区域内；所述偏转区域和所述反射体被复用。通过这样的构成，由于能够简单地构成小型且轻量型的进行图像处理的光学系统，因此，能够高速且高精确度地进行光学调整。并且，能够简单地进行为使观察者能够正确地识别图像的处理。 

并且，也可以是，所述反射体至少被形成在所述偏转区域的周围的一部分。通过这样的构成，能够进一步使光偏转部变薄，从而能够实现小型且轻量、薄型的HMD。并且，能够在不给所显示的影像带来影响的情况下，通过将扫描光的一部分扫描到全息反射镜，从而能够进行光学调整。 

并且，所述反射体也可以是，在视网膜上的光点大小成为最佳值时，所述反射体输出最强的反射光。通过这样的构成，能够进一步扩大在进行光学调整时的伺服范围，或者能够进一步减少偏移。 

并且，所述光源包括：红色激光光源、蓝色激光光源、以及绿色激光光源，该绿色激光光源具有：输出中心波长在750nm以上、1500nm以下的红外光的红外线激光光源，以及将红外光的一部分转换为绿色的二次谐波产生(SHG：Second-Harmonic Generation)元件。并且，也可以是，所述反射体反射所述红外光。 

通过这样的构成，由于可以不必另外设置用于伺服的光源，因此可以使装置小型化、轻量化，并且可以实现省能源化。并且，由于能够使伺服用光源和光检测部靠近配置，因此，更能够确实地进行光学调整。 

并且，也可以是，所述偏转部具有屏蔽红外光的屏蔽膜，该屏蔽膜在与所述衬底的安装有所述全息反射镜的面相反一侧的面上。通过这样的构成，能够防止红外光从外侧的面的外部入射到偏转面，从而能够进一步改善由红外光造成的S/N比，并能够高精确度地进行光的检测。 

并且，也可以是，所述光检测部检测所述反射光的波阵面形状中与光轴垂直、且相互成正交的两个方向的每个方向上的光束的曲率半径。 

并且，也可以是，所述光检测部检测从所述扫描部输出的、且在所述偏转部、用户的眼睛的角膜、用户的眼睛的视网膜、以及用户的瞳孔的虹彩中的任一个反射的反射光。通过这样的构成，从而能够进一步使偏转部的光学构成简易化。 

并且，也可以是，所述波阵面形状变更部具有水平分量变更部和垂直分量变更部，所述水平分量变更部变更光束的水平分量的波阵面形状，所述垂直分量变更部变更垂直分量的波阵面形状。 

通过此构成，即使在波阵面形状的水平分量和垂直分量发生不同的变化的情况下，也能够得到控制光点大小的效果。尤其是，对于光束的水平方向的光路变化的大小和垂直方向的光路变化的大小不相同的光学设置有效，因此，能够实现光学系统被配置在平面上等的薄型HMD。 

并且，也可以是，所述水平分量变更部比所述垂直分量变更部更能够使光束的波阵面形状发生大的变更。 

通过此构成，能够对应波阵面形状的水平扫描时的变化大于垂直扫描时的变化的情况。尤其是，在将扫描部配置于侧头部，将偏转部配置于眼前正面的情况下等，能够实现光束的水平方向的光路变化大于垂直方向的HMD。并且，在设垂直扫描为扫描部的高速轴，水平扫描为低速轴时，由于能够使高速轴的变化减小，因此，即使在波阵面形状变更部的工作速度慢的情况下，也能够实现高画质的HMD。 

并且，也可以是，所述波阵面形状变更部中的所述水平分量变更部和所述垂直分量变更部在光路上被串联配置，并依次变更光束的波阵面形状。 

通过此构成，可以不必采用同时变更水平分量和垂直分量的方法，而采用仅变更水平分量的方法和仅变更垂直分量的方法，因此能够更 加简单地实现HMD，并能够进一步降低成本。 

并且，也可以是，所述波阵面形状变更部变更光束的波阵面形状，以使在所述扫描部的水平方向扫描时的波阵面形状的变更大于垂直方向扫描时的波阵面形状的变更。 

通过此构成，能够对应波阵面形状的水平扫描时的变化大于垂直扫描时的变化的情况。尤其是，在将扫描部配置于侧头部，将偏转部配置于眼前正面的情况下等，能够实现光束的水平方向的光路变化大于垂直方向的HMD。并且，在设垂直扫描为扫描部的高速轴，水平扫描为低速轴时，由于能够使高速轴的变化减小，因此，即使在波阵面形状变更部的工作速度慢的情况下，也能够实现高画质的HMD。 

并且，作为其他的实施例也可以是，该光束扫描式显示装置为眼镜式的图像显示装置，具体包括：一对透镜，具有所述偏转部；一对眼镜腿，从所述一对透镜的各个透镜的外缘部向后方延伸，并且至少保持所述扫描部；以及折回反射镜，将来自所述光源的光束导入到所述扫描部，且该折回反射镜被配置在，向所述扫描部入射的光束的入射角比从所述光源直接入射到所述扫描部的情况小的位置上；并且，也可以是，所述折回反射镜包括：第一反射镜，被配置在与所述眼镜腿内的所述扫描部垂直的方向上且与所述扫描部隔离，并且该第一反射镜反射来自所述光源的光束；以及第二反射镜，被配置在比所述第一反射镜离所述透镜近的位置，并将来自所述第一反射镜的反射光导入到所述扫描部。 

通过此构成，可以不必增大眼镜腿的水平尺寸，抑制入射到作为扫描部的MEMS微镜的入射角，使高速驱动成为可能，从而能够构成高分辨率的穿戴感良好的眼镜式图像显示装置。 

并且，也可以是，所述偏转部是全息反射镜，包括：图像反射区域，使来自所述扫描部的扫描光向用户的眼睛方向偏转；以及折回反射区域，起到所述第二反射镜的功能。通过本构成，可以不必使眼镜腿内侧突出，使水平尺寸降低为最小限，从而能够构成穿戴感良好的 眼镜式图像显示装置。 

并且，也可以是，所述折回反射区域具有用于校正在所述偏转区域所产生的像差的至少一部分的像差。 

并且，也可以是，所述波阵面形状变更部包括：透镜，对由所述光源输出的光束进行聚光；反射镜，使在所述透镜被聚光的光束反射向所述透镜；以及位置控制部，控制所述透镜和所述反射镜之间的距离。 

本发明所涉及的光束扫描式显示方法包括：光束输出步骤，输出光束；扫描步骤，扫描在所述光束输出步骤输出的光束；偏转步骤，使在所述扫描部扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及波阵面形状变更步骤，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光束输出步骤的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描步骤。 

本发明所涉及的程序使计算机执行以下的步骤：光束输出步骤，输出光束；扫描步骤，扫描在所述光束输出步骤输出的光束；偏转步骤，使在所述扫描部扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及波阵面形状变更步骤，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光束输出步骤的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描步骤。 

本发明所涉及的集成电路包括：光源，输出光束；扫描部，扫描从所述光源输出的光束；偏转部，使在所述扫描部扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及波阵面形状变更部，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光源的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描部。 

并且，本发明不仅可以作为光束扫描式显示装置来实现，而且可以作为实现光束扫描式显示装置的功能的集成电路来实现，并且还可以作为使计算机执行这些功能的程序来实现。并且，这样的程序可以通过CD-ROM等记录介质或互联网等传输介质来分发。并且，本发明还可以作为由这样的图像编码方法以及图像编码装置生成的数据流来 实现，也可以作为实现这样的图像编码装置的功能的集成电路来实现。 

本发明的光束扫描显示装置，能够通过波阵面形状变更部变更波阵面形状，以使通过偏转部被偏转的光束的光点大小在规定的范围内，从而使光束的光点大小在规定的范围内。这样，能够减少画面内的各个像素大小的不均一，从而能够达到以更高的画质、更高的分辨率来显示。并且，由于能够应对更大的波阵面形状的变化，因此，能够实现大画面显示，以及能够实现将光源设置在侧头部的眼镜式的HMD。 

并且，在光束扫描式的HMD中，能够通过一边测定用户的视网膜上的光束的光点大小，一边使光束的曲率半径发生变化，从而不仅能够防止图像模糊，而且能够防止眼睛疲劳。 

并且，由于本发明能够高速且高精确地进行光学调整，因此，能够实现高速且高精确度地显示运动图像的图像显示装置。并且，由于利用了来自比视网膜的反射率更大的反射体的反射光，因此，能够确实地且高精度地进行光学调整，对于干扰以及光束的一部分被遮挡等影响而言，能够使光学特性等稳定。这样，观察者能够正确地识别到鲜明的图像。 

并且，可以不必使MEMS微镜大小增加，且可以通过将眼镜腿的水平方向的厚度限制在最小，从而可以实现一种分辨率高且穿戴舒适、日常活动中能够常时利用的眼镜式图像显示装置。 

附图说明

图1A是本发明的实施例1中的光束扫描式显示装置的平面图。 

图1B是本发明的实施例1中的光束扫描式显示装置的侧面图。 

图2是本发明的实施例1中的光束扫描式显示装置的详细构成图。 

图3是柱面透镜(cylindrical lens)的构造的斜视图。 

图4是图3的IV-IV线上的剖面图。 

图5是图3的V-V线上的剖面图。 

图6示出了在波阵面曲率变更部，柱面透镜和反射镜之间的距离 与柱面透镜的焦距一致的状态。 

图7示出了在波阵面曲率变更部，柱面透镜和反射镜之间的距离比柱面透镜的焦距近的状态。 

图8是扫描部的构造的斜视图。 

图9A是光束扫描式显示装置的方框图。 

图9B是本发明的实施例1中的图9A的中央处理部的详细图。 

图10是本发明的实施例1中的光束扫描式显示装置的工作流程图。 

图11A示出了视力分辨能力所对应的光点大小和目标分辨率所对应的光点大小的关系。 

图11B示出了光点大小的容许范围。 

图11C与图11A一样，示出了扫描范围和视野中心不一致的情况。 

图12示出了本发明的实施例1中的光点大小与波阵面形状以及视野位置的对应表。 

图13是本发明的实施例2中的图9A的中央处理部的详细图。 

图14是本发明的实施例2中变更光束的曲率半径的处理流程图。 

图15是本发明的实施例2中的光束的曲率半径和光束的光点大小的关系表的一示例图。 

图16示出了将本发明的实施例2中的光束的曲率半径变大时，光束的聚光位置的变化。 

图17示出了将本发明的实施例2中的光束的曲率半径变小时，光束的聚光位置的变化。 

图18是本发明的实施例3中所涉及的图像显示装置的概略构成图。 

图19A示出了眼睛中的扫描光的焦点位置。 

图19B示出了在光检测部受到衍射光的状态。 

图19C示出了光检测部的受光元件上的光点大小。 

图20A示出了眼睛中的扫描光的焦点位置。 

图20B示出了在光检测部受到衍射光的状态。 

图20C示出了光检测部的受光元件上的光点大小。 

图21A示出了眼睛中的扫描光的焦点位置。 

图21B示出了在光检测部受到衍射光的状态。 

图21C示出了光检测部的受光元件上的光点大小。 

图22是本发明的实施例4所涉及的图像显示装置的概略构成图。 

图23A示出了全息反射镜的一个例子。 

图23B示出了全息反射镜的其他的例子。 

图24A示出了用于产生伺服光的全息反射镜的全息图案。 

图24B示出了检测两个方向的光束的曲率半径的光检测部。 

图25是本发明的实施例5所涉及的图像显示装置的重要部分的放大图。 

图26A是本发明的实施例6中的眼镜式图像显示装置的平面图。 

图26B是本发明的实施例6中的眼镜式图像显示装置的侧面图。 

图26C是本发明的实施例6中的眼镜式图像显示装置的X向视图。 

图27A是本发明的实施例7中的眼镜式图像显示装置的平面图。 

图27B是本发明的实施例7中的眼镜式图像显示装置的侧面图。 

图27C是本发明的实施例7中的眼镜式图像显示装置的X向视图。 

图28是本发明的实施例8中的汽车搭载式的HUD的构成图。 

图29是本发明的实施例9中的椅子装配式的显示装置的构成图。 

图30是本发明的实施例10中的激光扫描式的HUD的构成图。 

图31是图30所示的激光扫描单元的详细图。 

图32是本发明的实施例11中的激光扫描式的单眼镜的构成图。 

图33是本发明的实施例12中的激光扫描式的显示器的构成图。 

图34A是以往的光束扫描式显示装置的平面图。 

图34B是以往的光束扫描式显示装置的侧面图。 

图35是人眼构造的剖面图。 

图36示出了在看近处的物体时的晶状体和睫状体的状态。 

图37示出了在看远处的物体时的晶状体和睫状体的状态。 

图38是眼镜式图像显示装置的外观示例的斜视图。 

图39A是以往的眼镜式图像显示装置的第一个例子的平面图。 

图39B是以往的眼镜式图像显示装置的第一个例子的侧面图。 

图40A是以往的眼镜式图像显示装置的第二个例子的平面图。 

图40B是以往的眼镜式图像显示装置的第二个例子的侧视图。 

图41示出了以往例子中的问题。 

图42示出了以往例子中的问题。 

符号说明 

10、30、50图像显示装置 

11、91、101光源 

11a准直镜 

11b二向色镜(Dichroic Prism) 

11R、211红色激光光源(R光源) 

11G、213绿色激光光源(G光源) 

11B、212蓝色激光光源(B光源) 

12、12a激光 

13、92、103扫描部 

13a反射镜 

14、14a、14b扫描光 

15瞳孔 

16、93、104偏转部 

16a衬底 

16b全息反射镜 

16c偏转面 

16d外侧的面 

16e屏蔽膜 

16f、51产生伺服光用全息反射镜 

16g第一反射式全息反射镜 

16h第二反射式全息反射镜 

17虹彩 

17a反射层 

17b反射光 

17c、17d、19b光点大小 

18、52、214光检测部 

18a、22、23、53受光元件 

18b、21b物镜 

18c孔 

18d衍射光栅 

18f、18g衍射光 

18h红外激光光源 

19、88眼睛 

19a、1204视网膜 

19c焦点位置 

20、94、105控制部 

20a光束形状调节部 

20b伺服反射镜(Servo mirror) 

21光学距离调整部 

21a棱镜 

22a、22b、22c、23a、23b、23c受光部 

31箭头 

32、32a、32b光束扫描方向 

33光束偏转区域 

34产生伺服光的区域 

51a  全息图案 

55看上去的发光点 

81眼镜式图像显示装置 

82眼镜片 

83眼镜框 

84眼镜腿 

85开口 

86激光光束 

87图像反射区域 

89外部装置 

95、96、2202折回反射镜 

97扫描中心轴 

98折回反射区域 

102波阵面形状变更部 

103a反射镜部 

103b框体 

103c、103d轴部 

106耳机部 

201、2101焦距水平分量变更部 

202、2102焦距垂直分量变更部 

203柱面透镜 

203a平面部 

203b曲面部 

203c、203d端面部 

204反射镜 

401偏转部支撑部 

501中央处理部 

502存储部 

503输入输出控制部 

520通信部 

531视线检测部 

532视野位置判断部 

1201、2006眼球 

1202晶状体 

1203睫状体 

1205入射光 

1301物体 

1501光点大小判断部 

1502光束曲率控制部 

2001汽车 

2002激光扫描单元 

2003挡风玻璃 

2004半反射镜 

2005驾驶员 

2007天棚 

2008支撑杆 

2201单眼镜 

2203摄像机 

2301显示器 

2302桌子 

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行说明。 

(实施例1) 

参照图1A～图9B对本发明的实施例1所涉及的光束扫描式显示装置进行说明。并且，图1A以及图1B是本发明的实施例1中的眼镜式的HMD(头戴式显示器)的构成图(平面图和侧面图)。图2是图1A的一部分的详细图。图3～图5是用于说明柱面透镜的形状以及功能的图。图6以及图7是用于说明波阵面形状变更部的功能的图。图8示出了扫描部的构成。图9A以及图9B是HMD的控制方框图。 

如图1A、图1B以及图2所示，在光束扫描式显示装置的眼镜框部分被设置有：光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、控制部105、以及耳机部106，在光束扫描式显示装置的眼镜片部分被设置有偏转部104。并且，在图1A以及图1B中仅对眼镜的左侧部分标注了参考编号，眼镜的右侧部分也同样。 

光源101输出光束。被输出的光束如图2所示，是由红色激光光源211、蓝色激光光源212、以及绿色激光光源213输出的各个激光合成的激光。并且，可以通过适当地对各个颜色的激光光源的输出进行调制，从而能够输出任意的颜色的激光。并且，可以通过与后述的波阵面形状变更部102以及扫描部103连动调制，从而能够将图像显示在用户的眼睛的视网膜上。 

并且，在图2中，绿色激光光源213是使红外线的半导体激光光源和将红外线变换为绿色的SHG(Second-Harmonic Generation：二次谐波产生)元件组合而输出绿色的光束的，不过，也可以使用绿色的半导体激光光源。并且，各个光源可以是固体激光、液体激光、气体激光、以及发光二极管中的任一个。 

并且，在图2中是对各个激光光源的激光进行调制的，不过也可以通过将调制从激光光源输出的光的单元与激光光源组合，从而调制激光。 

并且，光源101可以包含图2中的光检测部214。实施例1中的光检测部214通过检测来自用户眼睛角膜的反射光的强度，从而能够检测用户的视线方向。来自角膜的反射光的强度依存于角膜表面的入 射角而变化。具体而言，垂直入射于角膜表面的光束的反射率相对比较高，从斜方向入射到角膜表面的光束的反射率相对比较低。因此，光检测部214通过检测反射光的强度，从而能够检测用户的视线方向。 

波阵面形状变更部102使来自光源101的光束的波阵面形状发生变化，从而使后述的在偏转部104被偏转了的光束的光点大小在规定的范围内。 

光束的“光点大小”作为以后将要说明的用户的眼睛中的视网膜上的光点大小，可以是瞳孔上的光点大小、角膜上的光点大小、以及偏转部104上的光点大小。视网膜上的光点大小与显示的像素大小相同。并且，“波阵面形状”是指光束波阵面的三维形状，包括平面、球面、以及非球面的形状。 

如图2所示，在波阵面形状变更部102，通过在光路上串联设置焦距水平分量变更部(水平分量变更部)201和焦距垂直分量变更部(垂直分量变更部)202，从而能够独立地变更波阵面形状的水平方向的曲率半径和垂直方向的曲率半径。 

焦距水平分量变更部201以及焦距垂直分量变更部202分别包括：使从光源101输出的光束聚光的柱面透镜203，以及将柱面透镜203所聚光的光束向柱面透镜203反射的反射镜204。 

并且，通过变更柱面透镜203和反射镜204之间的距离，来变更光束的曲率半径。并且，柱面透镜203和反射镜204之间的距离由作为位置控制部来工作的控制部105控制。 

在此，参照图3～图7对波阵面形状变更部102的结构进行说明。并且，图3是柱面透镜203的斜视图，图4是图3的IV-IV处的剖面图，图5是图3的V-V处的剖面图。并且，图6示出了柱面透镜203和反射镜之间的距离与柱面透镜203的焦距f一致时的状态，图7示出了反射镜204从图6的状态向柱面透镜203接近了距离d时的状态。 

首先，如图3所示，柱面透镜203的形状是以与圆柱的底面垂直 的平面进行切断而形成的形状，柱面透镜203包括：相当于切断面的平面部203a、相当于圆柱的侧面的曲面部203b、相当于圆柱底面以及上面的一对端面部203c和203d。在波阵面形状变更部102将柱面透镜203配置成，使光束从平面部203a侧入射。 

以下，如图4所示，在通过柱面透镜203的光束中，与一对端面部203c和203d平行(图3的IV-IV平面)的分量，按照曲面部203b的曲率而折射。另外，如图5所示，与一对的端面部203c和203d垂直(图3的V-V平面)的分量不发生任何变化地通过。 

因此，在焦距水平分量变更部201将一对端面部203c和203d以朝向上下的方向(使IV-IV平面与水平方向平行)来配置。并且，在焦距垂直分量变更部202将一对端面部203c和203d以朝向左右的方向(使IV-IV平面与垂直方向平行)来配置。 

以下，如图6所示，在柱面透镜203和反射镜204之间的距离与柱面透镜203的焦距f一致的情况下，入射到柱面透镜203的平行光(曲率半径无限大)发生折射后，焦点在反射镜204的表面。并且，由反射镜204反射的光束在柱面透镜203被再次折射，并作为平行光被输出(被准直)。 

另外，如图7所示，在为了使柱面透镜203和反射镜204之间的距离比柱面透镜203的焦距f近，而将反射镜204移动了距离d的情况下，入射到柱面透镜203的平行光(图7中的实线)在反射镜204的表面没有焦点。并且，在反射镜204反射后，焦点在离反射镜204距离d的位置(即，从柱面透镜203距离f-2d的位置)上。此光束即使再次通过柱面透镜203也不会返回到平行光，作为具有规定的曲率半径的漫射光(图7的虚线)被输出(没有被准直)。 

即，柱面透镜203和反射镜204之间的距离越接近焦距f，则从波阵面形状变更部102输出的光束的曲率半径就越大。相反，柱面透镜203和反射镜204之间的距离离焦距越远，则从波阵面形状变更部102输出的光束的曲率半径就越小。 

如以上所述，通过适当地变更柱面透镜203和反射镜204之间的距离，就能够变更光束的曲率半径。并且，焦距水平分量变更部201和焦距垂直分量变更部202都随曲率半径的变更，而光束的直径发生变化。 

并且，如图3所示的柱面透镜203，虽然将光束入射的面作为了平面(平面部203a)，但并非受此所限，也可以是凸状曲面或凹状曲面。 

并且，若将水平方向的曲率的变化大于垂直方向的变化，则可以通过水平方向的变化来使对应的范围扩大，从而，在需要使画面的水平视角大于垂直视角的情况、以及如在侧头部具有扫描部(待后述)的HMD那样，从扫描部到偏转部(待后述)的光束的水平入射角比垂直入射角大的情况下尤其见效。 

并且，在图2中，在表示波阵面形状的项目中，变更的是诸如水平方向的曲率半径和垂直方向的曲率半径以及各自的光束的直径的波阵面形状的一部分，不过也可以变更其他的项目，例如可以变更波阵面内的曲率的分布以及波阵面端部的形状以及大小等。 

而且，在图2的波阵面形状变更部102，虽然是利用柱面透镜203和反射镜204来变更波阵面形状的，不过，也可以利用其他的方法，例如利用液晶透镜、液体透镜等可变形状的透镜、以及衍射元件、EO元件(电-光转换元件)等。 

扫描部103使从波阵面形状变更部102输出的光束二维扫描。扫描部103是能够使角度在二维上发生变更的单板小型镜，是MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System：微机电系统)微镜。 

如图8所示，扫描部103由能够以X轴为中心进行旋转的反射镜部103a、和能够以与x轴垂直的y轴为中心进行旋转的框体103b组成。具体而言，反射镜部103a被安装在框体103b的内侧，且可以通过在x轴方向上的轴部103c在框体103b的内侧旋转。并且，框体103b被安装在支撑部件(在图中未示出)的内侧，且可以通过在y轴 方向上的轴部103d在支撑部件的内侧旋转。 

根据上述的构成，反射镜部103a能够以轴部103c为中心，相对于框体103b旋转。同样，框体103b能够以轴部103d为中心，相对于支撑部件旋转。并且，框体103b在围绕y轴旋转时，反射镜部103a也一起旋转。这样，扫描部103能够二维地扫描光束。 

并且，扫描部103也可以由水平扫描用和垂直扫描用的两种以上的扫描部来构成。并且，扫描部不仅限于在物理上使反射镜倾斜的方法，也可以采用使透镜移动、衍射元件旋转的方法，以及可以采用液晶透镜、可变形透镜、AO元件(声光学元件)和EO元件(电-光转换元件)等偏转元件的方法。 

偏转部104使扫描部103扫描的光束的方向偏转于朝向用户的眼睛的方向。偏转部104可以是在眼镜的镜片的内侧(眼睛一侧)形成例如形成李普曼全息图的光聚合物层，并使来自扫描部103的光束在用户的眼睛的瞳孔处衍射并聚光。 

在光聚合物层可以形成多层分别反射来自红色、绿色、蓝色光源的光的三个全息图，也可以层叠与各个颜色的光相对应的三层全息图。并且，通过使光聚合物层成为，利用全息图的波长选择性，仅使光源波长的光衍射，不使几乎来自外界的所有的光，也就是说光源波长以外的波长的光衍射，从而可以作为透过型的显示器。 

并且，偏转部104不限定于通过全息图等衍射元件来进行偏转，也可以通过凹面镜等反射镜以及凸面镜等透镜来进行偏转。并且，偏转部104的偏转方式也可以是，像反射型屏幕以及透过型屏幕那样，光束打在屏幕上并发散，这样，来自屏幕的发散光的一部分被偏转于用户的眼睛的方向。 

控制部105具备控制HMD各个部的集成电路。控制部105如图9A和图9B所示，也可以包括中央处理部501、存储部502、以及输入输出控制部503。 

中央处理部501作为视线检测部531以及视野位置判断部532 等工作。存储部502存储在控制部105使用的数据。在实施例1中，存储部502存储：图11B所示的视野位置和光束光点大小之间的关系的表，和图12所示的视网膜上的光束光点大小、波阵面形状变更部102输出的光束的波阵面形状、以及视野位置的关系的表，还有其他的各种信息。 

输入输出控制部503控制向成为控制部105的控制对象的光源101、波阵面形状变更部102、以及扫描部103等的控制信号输出以及控制来自控制对象的信号输入。具体而言，输入输出控制部503也可以包括：按照每个控制对象类别的光源输入输出控制部510、波阵面形状变更输入输出控制部511、扫描输入输出控制部512、偏转输入输出控制部513、耳机输入输出控制部514、电源输出输出控制部515、以及通信输入输出控制部516等。通过在输入输出控制部503执行有关输入输出的处理，从而能够降低中央处理部501的负荷。 

中央处理部501与存储部502和输入输出控制部503进行信号的交接，并执行信息处理。具体的控制方法将在以后说明。 

并且，控制部105也可以包括通信部520，该通信部520与移动电话等周边设备无线连接，接收影像和声音信号。控制部105也可以包括用于存储应该向用户提供图像的存储器，也可以通过无线从外部设备取得应该向用户提供的图像。这样，HMD和周边设备的连接成为无线连接，从而能够提高HMD的穿戴便利性。 

耳机部106包括扬声器，输出声音。并且，耳机部也可以包括向HMD各个部提供电源的电池。 

并且，图1A中的各个单元以及各个部可以内藏在一台HMD中，也可以不内藏。例如，图1A中的各个部可以被包括在一台HMD中，也可以不包括耳机部106。并且，也可以对各个部进行分散配置。例如，控制部105可以被包括在扫描部103和波阵面形状变更部102的一部分中。并且，图1A中的各个部可以存在多个。例如，左眼用和右眼用的扫描部103可以为两个。红色、绿色、蓝色的各个波阵面形 状变更部102可以合计为三个。也可以是多个设备共通拥有图1A的各个部。例如，激光光源211、212、213可以在两个HMD共有。 

上述构成的光束扫描式显示装置为了使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，而变更来自光源101的光束的波阵面形状。具体而言，利用由光检测部214检测的视野位置、预先保持的光点大小的容许范围(图11B)、以及预先保持的视野位置和波阵面形状和光点大小之间的关系(图12)，来决定下次输出的光束的波阵面形状。 

以下，对上述构成的光束扫描式显示装置的工作进行详细说明。 

图1A以及图1B的光束扫描式显示装置通过变更光束的波阵面形状，来控制光束的光点大小的工作由图10示出。在本说明中，以构成显示的影像的一个像素被正确地描绘在用户的视网膜上的流程为例进行说明。 

(S01)光检测部214检测从用户的眼睛反射出的光的强度，并移动到S02的工作。在光束从眼睛的正面入射的情况下，能够检测到强度比较大的反射光。 

并且，来自眼睛的反射光的强度可以用在光源调制出的射出光的强度和在光检测部214检测出的反射光的强度的比来表示。并且，可以以一定的强度对红外线等眼睛感觉不到的光进行扫描，并输出其反射光。 

(S02)控制部105利用在S01检测出的反射光强度，判断上次输出的光束所显示的像素在视野区域上的位置(以后记作“视野位置”)。具体而言，视线检测部531根据在S01检测出的反射光强度来检测用户的视线方向。接着，视野位置判断部532利用检测出的视线方向，判断用户的视野区域中的光束的位置。并且，同时判断下次输出光束的视野位置，并移向S03的工作。 

视野区域的中心位置意味着视线的位置，以后记作“视野中心”。并且，“中心视野”意味着视野中心附近的视野区域，与此相对应的是意味着视野的周边区域的“周边视野”。 

若检测出来自眼睛的正面的强的反射光，则能够判断上次输出的光束表示视野中心位置的像素。并且，视野中心以外的位置也可以利用在扫描部103的扫描角以及与扫描图案的视野中心的差分来判断。视野位置可以从反射光的强度以及强度变化中求出，也可以利用从检测出视野中心时的经过时间来求出。 

下次输出光束的视为位置可以与上次输出光束的视野位置同样或近似，可以利用出自扫描部103的扫描角以及扫描图案等数据来算出位置，也可以利用从检测出视野中心时的经过时间来求出。 

光束的视野位置以水平角度和垂直角度这两个值来表现。将各自的视野中心视为0度，水平角度的表示方法可以以视野的左侧为负的角度、右侧为正的角度来表示，垂直角度的表示方法可以以视野的下侧为负的角度、上侧为正的角度来表示。例如，以水平角度0度、垂直角度0度来表示视野中心，而对于右上的周边视野的点，则可以以水平角度为+40度、垂直角度为+30度等来表示。 

并且，在S01没有检测出反射光的情况下，可以将视野位置作为规定的值来设定。例如，最初由于还没有输出光束而没有检测到反射光的情况下，可以将视野位置作为视野中心等来设定以作为初始值。 

而且，在不具备光检测部214的HMD的情况下，则可以假定视线朝向头部的正面来判断视野位置。 

(S03)控制部105判断与在S02判断出的下次输出光束的视野位置相对应的光束光点大小的容许范围，并移向S04的工作。 

如图11A所示，眼睛的视力分辨能力越接近视野中心越高，越远离视野中心越低。另外，目标分辨率所对应的光点大小是一定的，不受视野位置的限定。这样，在中心视野和周边视野，视力分辨能力所对应的光点大小和目标分辨率所对应的光点大小是相反的。 

也就是说，在中心视野，光点大小的容许范围可以从成为目标的显示分辨率来求。然而，在周边视野，由于与中心视野相比视力的分辨能力低，因此，即使光点大小比中心视野的大些，由于用户的眼睛 不能识别所以没有关系(图11A)。 

因此，可以根据下次输出的光束所表示的像素是中心视野还是周边视野(即，按照视野位置)，来变动光点大小的容许范围。容许范围如图11B的粗线和斜线部分所示，决定了上限和下限。容许范围的下限为与中心视野的目标显示分辨率相对应的大小。另外，容许范围的上限则成为，与视野区域中的位置所对应的视力分辨能力相对应的大小(周边视野的情况)、和与中心视野中的目标显示分辨率相对应的大小(中心视野的情况)中，大的一方。也就是说，如图11B所示，光束越接近用户的视野中心，容许范围的上限值就越小，越远离视野中心，容许范围的上限值就越大。 

另外，如图11B的粗线的宽度(线的宽度)所示，对于范围的上限和下限，由于容许在规定的范围出现偏差，所以可以扩大容许范围。 

图11B的点B1，在大小过小的情况下则需要增大，而点B2和点B3在大小过大的情况下则需要缩小。点B3和点B4虽然大小相同，但因视野位置不同，因此需要变更点B4的大小。 

由于视野位置随着视线移动(眼球转动)而发生变化，即使扫描部103的扫描角相同，光点大小的容许范围也会发生变化。在图11A中扫描范围的中心和视野中心是一致的，在图11C中由于扫描范围的中心略接近于周边视野，因此光点大小的容许范围也发生变化。 

图11A～图11C的各个图中的横轴的视野范围适用于显示的水平方向和垂直方向的这两个方向。与视野的中央区域相比，左右方向上的周边区域的容许范围大，在上下方向上的周边区域的容许范围也大。 

另外，周边视野比中心视野的光束光点大小的容许范围大，则波阵面形状变更部102的工作速度可以变慢。这样，就可以缓解光点大小变更速度赶不上扫描速度的问题。 

例如，在扫描部103的垂直方向上的扫描速度比伴随垂直方向上的扫描的光点大小控制快的情况下，则会出现大小不均一的问题。即使在这样的情况下，由于周边视野的光点大小的容许范围大，因此， 即使光点大小的变更速度始终保持慢速(或不变更的情况下)，也能够容纳在容许范围内。 

但是，由于在视线上下移动时容许范围发生变化，因此需要以能够追随视线移动的速度来变更大小。尽管如此，垂直方向上的扫描比视线移动快的情况下本发明也有效。 

(S04)控制部105预测光束光点大小，并移向S05的工作。光点大小的预测是通过将在S02求出的视野位置和来自波阵面形状变更部102的波阵面形状，与图12所示的“光点大小-波阵面形状-视野位置对应表”相对照而算出的。 

例如，若利用图12的第一行，视野中心(水平角度：0度，垂直角度：0度)的波阵面形状为：水平焦距为36mm，垂直焦距为29mm，水平直径为2.4mm，垂直直径为1.6mm。并且，可以预测到该视野位置中的视网膜上的光束光点大小为：水平大小为0.035mm，垂直大小为0.027mm。 

并且，在图12所示的对应表中，举例示出了记录了具体数值的行只有三行，不过，在实际上可以根据需要的行数进行记录。 

并且，在图12所示的对应表中，在没有数值完全一致的行的情况下，可以利用数值接近的行来预测光点大小。另外，在一致的行存在多个的情况下，也可以利用其中的任意一行来预测光点大小。 

并且，也可以不利用图12所示的对应表，可以预先准备求出光点大小的公式，并将波阵面形状以及视野位置等值代入到该公式中，以预测光点大小。 

而且，在图12的对应表中，由于视线移动(眼球转动)，眼球和偏转部104以及扫描部103等的位置关系就会发生变化，因此需要变更值。该变更工作的时机可以是在参照对应表之前的S04进行，也可以在检测出视线位置的S01或S02进行。变更方法可以是预先准备与视线的移动量相对应的多个对应表，并按照视线移动来选择适当的对应表，也可以是利用将视线移动量代入和对应表所求出的公式来算出。 

另外，S03的工作和S04的工作顺序可以互相替换，也可以同时。 

(S05)控制部105对在S04求出的光点大小预测值和在S03求出的容许范围进行比较。若光点大小预测值在容许范围外的情况下，移向S06的工作，若在容许范围内的情况下，移向S07的工作。 

另外，光点大小的水平大小和垂直大小中的一方在范围内，另一方在范围外的情况下等，在一部分在范围外的情况下，则视为在范围外，移向S06的工作。 

(S06)控制部105从图12中判断适当的波阵面形状，以使光束光点大小容纳在S03所求出的容许范围内，之后移向S07的工作。波阵面形状是通过将在S03求出的容许范围内的光点大小和在S02求出的视野范围与图12所示的对应表相对照而求出的。 

例如，视野位置的水平角度为-30度，垂直角度为0度，则在S03求出的光点大小的容许范围的下限值为：水平大小为0.035mm，垂直大小为0.027mm。并且，可以假定在S04求出的上述视野位置中的光点大小预测值的水平大小为0.018mm，垂直大小为0.019mm。在这种情况下，由于光点大小预测值比容许范围的下限值小，因此，需要将光点大小调整到下限值以上。 

因此，利用图12的第3行，通过变更为水平焦距为27mm，垂直焦距为22mm，水平直径为2.4mm，垂直直径为1.6mm的波阵面形状，从而可以明确能够使光点大小增大到容许范围的下限值。 

并且，在图12的对应表中没有数值完全一致的行的情况下，可以利用数值接近的行来求出波阵面形状。并且，在一致的行存在多个的情况下，可以利用任一个来求波阵面形状。并且，也可以不利用图12所示的对应表，可以预先准备求出波阵面形状的公式，并将光点大小以及视野位置等值代入到该公式中，以算出波阵面形状。 

(S07)波阵面形状变更部102将光束的波阵面形状变更为在S06求出的波阵面形状，并移向S08。例如，在想要变更波阵面形状的水平焦距的情况下，通过焦距水平分量变更部201的柱面透镜203和反 射镜204之间的距离，来变更水平焦距。同样，在想要变更垂直焦距的情况下，可以通过变更焦距垂直分量变更部202来变更。 

在S05被判断为在范围内且移向S07的工作的情况下，进行与上次光束的波阵面形状的变更相同的变更。并且，也可以不进行相同的变更，只要是能够使光点大小在容许范围内，采用不同的变更也可以。 

(S08)光源101控制光束的输出，并移向S09的工作。通过分别适当地调制从红色激光光源211、蓝色激光光源212、绿色激光光源213输出的光束的强度，来表现在S02求出的下次输出光束的视野位置所对应的像素的色调、色度以及亮度。并且，输出控制也可以进行考虑了扫描部103以及偏转部104等从光源到眼睛之间的光学系统影响的校正控制。 

(S09)扫描部103通过使MEMS微镜的倾斜发生变化，从而变更在S08输出的光束的扫描角，并移向S10的工作。 

并且，在S07的波阵面形状变更、在S08的光束输出、以及在S09的扫描可以同时执行，也可以替换执行顺序。 

(S10)偏转部104使在S09扫描的光束向用户的眼睛方向偏转，并移向S01的工作。由偏转部104的全息反射镜的衍射效果而反射的光束汇集到用户的眼睛的瞳孔，通过瞳孔的光束到达视网膜，并使用户感知到影像。 

并且，通过S07、S08、S09、S10的一连串的工作，像素被描绘到视网膜，执行S01的视线检测的频度可以不必是按每一像素进行描绘。 

因此，S10的工作后可以移向S02。 

通过以上的工作使光束的波阵面形状发生变化，从而能够将构成显示的影像的一个像素，以正确的大小描绘到用户的眼睛的视网膜上。 

根据本发明的光束扫描式显示装置，波阵面形状变更部102变更波阵面形状，以使由偏转部104偏转的光束的光点大小在规定的范围内，据此，能够减少画面内的各个像素大小的不均一，从而能够实现 高画质的显示以及更高分辨率的显示。并且，由于能够减少因像素而造成的波阵面形状的变化，因此，能够实现大画面显示，并且能够实现将光源101配置在侧头部的眼镜式的HMD。 

并且，从S01到S10的工作也可以是伴随有概率的处理工作。例如，可以以20％为大小A、80％为大小B等来求光点大小的预测值，也可以判断为：在概率为45％时在容许范围内。 

(实施例2) 

以下，对本发明的实施例2所涉及的光束扫描式显示装置进行说明。并且，由于装置的构成与实施例1相同，因此利用图1A～图9A进行说明，对于相同的部分省略说明。 

光源101输出光束。被输出的光束如图2所示，是由红色激光光源211、蓝色激光光源212、以及绿色激光光源213输出的各个激光合成的激光，并且，可以通过适当地对各个颜色的激光光源的输出进行调制，从而能够输出任意的颜色的激光。并且，可以通过与后述的波阵面形状变更部102以及扫描部103连动调制，从而能够将图像显示在用户的眼睛的视网膜上。 

并且，在图2中，绿色激光光源213是使红外线的半导体激光光源和将红外线变换为绿色的SHG(Second-Harmonic Generation：二次谐波产生)元件组合而输出绿色的光束的，不过，也可以使用绿色的半导体激光光源。并且，各个光源可以是固体激光、液体激光、气体激光、以及发光二极管。 

并且，在图2中是对各个激光光源的激光进行调制的，不过也可以通过将调制从激光光源输出的光的单元与激光光源组合，从而调制激光。 

光源101可以包含图2中的光检测部214。实施例2中的光检测部214通过检测来自用户眼睛视网膜的反射光的强度，从而能够检测用户的视网膜上的光束光点的直径。 

并且，光检测部214也可以是CCD摄像机等摄像元件。在这种 情况下，可以通过来自视网膜的反射光而生成视网膜像，并根据映射的光束光点的大小来检测光束光点的直径。 

波阵面形状变更部102使来自光源101的光束的波阵面形状发生变化，从而使后述的在偏转部104被偏转了的光束的光点大小在规定的范围内。 

并且，在实施例2中的光束的“光点大小”是指，用户的眼睛的视网膜上的光点大小。并且，“波阵面形状”是指光束波阵面的三维形状，包括平面、球面、以及非球面的形状。 

在图2中，在波阵面形状变更部102，通过在光路上串联设置焦距水平分量变更部201和焦距垂直分量变更部202，从而能够独立地变更波阵面形状的水平方向的曲率半径和垂直方向的曲率半径。焦距水平分量变更部201通过变更柱面透镜和反射镜之间的距离，来变更水平方向的曲率。焦距垂直分量变更部202通过采用对焦距水平分量变更部201的柱面透镜垂直配置的柱面透镜，来变更垂直方向的曲率。并且，焦距水平分量变更部201和焦距垂直分量变更部202都随曲率半径的变更，而光束的直径发生变化。 

并且，若将水平方向的曲率的变化大于垂直方向的变化，则可以通过水平方向的变化来使对应的范围扩大，从而，在需要使画面的水平视角大于垂直视角的情况、以及如在侧头部具有扫描部(待后述)的HMD那样，从扫描部到偏转部(待后述)的光束的水平入射角比垂直入射角大的情况下尤其见效。 

并且，在图2中，在表示波阵面形状的项目中，变更的是诸如水平方向的曲率半径和垂直方向的曲率半径以及各自的光束的直径的波阵面形状的一部分，不过也可以变更其他的项目，例如可以变更波阵面内的曲率的分布以及波阵面端部的形状以及大小等。 

而且，在图2的波阵面形状变更部102，虽然是利用柱面透镜和反射镜来变更波阵面形状的，不过，也可以利用其他的方法，例如利用液晶透镜、液体透镜等可变形状的透镜、以及衍射元件、EO元件(电 -光转换元件)等。 

扫描部103使分别从波阵面形状变更部102输出的光束二维扫描。扫描部103是能够使角度在二维上发生变更的单板小型镜，是MEMS微镜。 

并且，扫描部103也可以由水平扫描用和垂直扫描用的两种以上的扫描部来构成。 

偏转部104使扫描部103扫描的光束的方向偏转于朝向用户的眼睛的方向。偏转部104可以是在眼镜的镜片的内侧(眼睛一侧)形成例如形成李普曼全息图的光聚合物层，并使来自扫描部103的光束在用户的眼睛的瞳孔处衍射并聚光。在光聚合物层可以形成多层分别反射来自红色、绿色、蓝色光源的光的三个全息图，也可以层叠与各个颜色的光相对应的三层全息图。并且，通过使光聚合物层成为，利用全息图的波长选择性，仅使光源波长的光衍射，不使几乎来自外界的所有的光，也就是说光源波长以外的波长的光衍射，从而可以作为透过型的显示器。 

并且，偏转部104不限定于通过全息图等衍射元件来进行偏转，也可以通过凹面镜等反射镜以及凸面镜等透镜来进行偏转。并且，偏转部104的偏转方式也可以是，像反射型屏幕以及透过型屏幕那样，光束打在屏幕上并发散，这样，来自屏幕的发散光的一部分被偏转于用户的眼睛的方向。 

控制部105具备控制HMD各个部的集成电路。控制部105如图9A所示，也可以包括中央处理部501、存储部502、输入输出控制部503、以及通信部520。 

如图13所示，实施例2中的中央处理部501可以作为光点大小判断部1501以及光束曲率控制部1502来工作。并且，实施例2中的存储部502例如可以存储图15所示的、保持视网膜上的光点大小、光束的曲率半径和眼睛的焦距之间的关系的表等。除此之外与实施例1相同。 

并且，控制部105就可以控制左右眼睛所对应的激光光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、耳机部106的工作。 

耳机部106包括扬声器，输出声音。并且，耳机部106也可以包括向HMD各个部提供电源的电池。 

并且，图1A中的各个单元以及各个部可以内藏在一台HMD中，也可以不内藏。例如，图1A中的各个部可以被包括在一台HMD中，也可以不包括耳机部106。并且，也可以对各个部进行分散配置。例如，控制部105可以被包括在扫描部103和波阵面形状变更部102的一部分中。也可以是多个设备共通拥有图1A的各个部。例如，激光光源101可以由两个HMD共有。 

以下将举例示出通过变更图1A以及图1B的光束扫描式显示装置中的光束的曲率半径，而使眼睛的肌肉放松的处理。该处理通过图14所示的步骤1601～1606来执行。 

(步骤1601获得视网膜上的光束的光点大小) 

在本步骤中，光点大小判断部1501判断用户的视网膜上的光束的光点大小。在本实施例中，光检测部214检测来自用户的视网膜的反射光，并生成包含被投影在视网膜上的光束光点的用户的视网膜像。光点大小判断部1501根据光检测部214获得的视网膜像，判断视网膜上的光束的光点大小S。 

并且，在晶状体的厚度发生了变化的情况下，直到视网膜上的光束的光点大小成为稳定状态需要花费一定的时间，在考虑到这一点时，光点大小判断部1501可以将一定期间T0的光束的光点大小的平均值或中值判断为视网膜上的光束的光点大小S。或者，光点大小判断部1501可以仅根据从光束的光点大小的判断开始经过了一定期间T0之后的光检测部214的输出，来判断光束的光点大小S。 

并且，也可以是，在被判断的光束光点大小S比光点大小判断部1501所保持的阈值S1大的情况下，光点大小判断部1501在经过了一定时间T1之后再次计测光束光点大小S。在此，一定时间T1是从 眼睛的晶状体的厚度变更所需要的时间而生成的值。 

并且，也可以是，光检测部214不是生成视网膜像，而是仅检测来自视网膜的光的反射强度，光点大小判断部1501根据上述的检测结果来判断视网膜上的光束的光点大小S。 

并且，在因视网膜上的位置的不同而光束的光点大小不同的情况下，光点大小判断部1501也可以将中央窝和黄斑等视网膜上的特定的部位上的光束的光点大小判断为光束的光点大小S的值。并且，也可以将视网膜上的各个位置上的光束的光点大小的平均值作为光束的光点大小S。 

(步骤1602判断光束的光点大小) 

在此步骤中，光束曲率控制部1502对上一个步骤中判断的光束的光点大小S和光束曲率控制部1502所规定的阈值S0进行比较。 

在此，在光束的光点大小在S0以下的情况下，阈值S0被设定为，用户对于HMD所显示的图像感觉不到模糊的值。 

在光束光点大小S的值比阈值S0大的情况下，光束曲率控制部1502判断用户的眼睛由于近视等影响，不能将现在的入射光调节成聚焦在视网膜上。因此，为了使光束的曲率半径增大而进入步骤1604的处理。 

另外，在光束的光点大小S的值比阈值S0小的情况下，由于用户能够清楚地识别图像，因此判断为可以促进睫状体放松。于是，光束曲率控制部1502为了促进用户的眼睛的睫状体放松而进行步骤1603的处理。 

并且，阈值S0的值可以从以被显示的图像的分辨率来除视网膜上入射光所投影的全部面积而得到值来动态地算出，也可以由用户直接指定。 

(步骤1603判断光束曲率半径) 

在此步骤中，光束曲率控制部1502对现在针对用户的眼睛的光束的曲率半径R和作为目标的目标曲率半径R0进行比较。在此，光 束的曲率半径R指的是波阵面形状变更部102变更了波阵面形状之后的光束的曲率半径。 

一般而言，来自远处的物体的光的曲率半径大，而来自无限远的物体的光为平行光(曲率半径无限大)。相反，来自近处的物体的光的曲率半径小，作为球面波被入射到用户的眼睛。此例子在图16和图17中示出。 

对于为了使曲率半径为R1的光束聚光在视网膜上而调节了水晶体的厚度的用户的眼睛，曲率半径比R1大的光束入射的情况下的光束的聚光位置由图16示出。如图16所示，曲率半径大的光被聚光在比用户的视网膜更靠近瞳孔一侧。此时，用户的眼睛为了使光束的聚光位置在视网膜上，而使睫状体放松，使晶状体变薄。 

对于为了使曲率半径为R1的光束聚光在视网膜上而调节了水晶体的厚度的用户的眼睛，曲率半径比R1小的光束入射的情况下的光束的聚光位置由图17示出。如图17所示，曲率半径小的光被聚光在比用户的视网膜更远的位置。此时，用户的眼睛为了使光束的聚光位置在视网膜上，而使睫状体紧张，使晶状体变厚。 

本发明的HMD利用眼睛的这种作用，在用户能够清楚地识别图像的范围内变更入射光的曲率半径，以使睫状体松驰。 

在此，现在的光束的曲率半径R的值与目标曲率半径R0一致的情况下，光束曲率控制部1502判断用户的眼睛的睫状体处于充分松驰状态，从而进行步骤1606的处理。 

另外，在现在的光束的曲率半径R的值和目标曲率半径R0不一致的情况下，光束曲率控制部1502进行步骤1605的处理。 

并且，为了保证向用户显示的影像的质量，在波阵面形状变更部102按照视网膜上的光束的投影位置变更光束的曲率半径的情况下，光束曲率控制部1502也可以将入射到中央窝的入射光的曲率半径作为现在的入射光的曲率半径R。并且，也可以将波阵面形状变更部102所变更的光束的曲率半径的平均值和中值作为现在的入射光的曲率半 径R。 

(步骤1604近视对策) 

在此步骤中，光束曲率控制部1502对上述的目标曲率半径R0的值进行校正。 

在步骤1602判断现在的光束的光点大小S大于阈值S0的情况下，光束曲率控制部1502判断用户的眼睛由于近视等影响不能在视网膜上对来自远处的光进行聚光。此时，光束曲率控制部1502从目标曲率半径R0的值中减去曲率半径校正幅度R1(降低目标值)。在本实施例中，曲率半径校正幅度R1被重新保持在光束曲率控制部1502的存储部中。 

并且，曲率半径校正幅度R1的值可以根据现在的入射光的曲率半径R的值来动态地算出。此时，例如进行将现在的曲率半径R的一成的值作为R1的值来设定等的处理。 

即，通过重复上述的处理，在光点大小判断部1501所判断的光点大小不超过预先规定的阈值S0的范围内，目标曲率半径R0被设定为最大的值。 

并且，在步骤1604对用户为近视的情况进行了说明，不过，用户即使是远视或花眼的情况也可以适用。此时，在判断为现在的光束光点大小S超过阈值S0的情况下，光束曲率控制部1502将曲率半径校正幅度R1加在目标曲率半径R0的值上(增高目标值)。 

(步骤1605变更光束曲率半径) 

在此步骤中，光束曲率控制部1502变更现在的光束的曲率半径R。 

光束曲率控制部1502通过将曲率半径变更幅度R2的值加在现在的光束的曲率半径R上，或通过从光束的曲率半径R中减去曲率半径变更幅度R2的值，从而逐步地使曲率半径R接近目标曲率半径R0。在此，若现在的光束的曲率半径R突然地变更为目标曲率半径R0，则会出现曲率半径的变化量过大的情况。这样，用户的眼睛赶不上上述 的这个变化，则会出现不能清楚地识别图像的情况。 

因此，曲率半径变更幅度R2为，在光束的曲率半径从R被变更为R+R2或R-R2的值时，在不使光束的视网膜上的光点大小S变得过大的状态下而规定的值，在本实施例中，被保持在光束曲率控制部1502内。 

图15举例示出了光束的光点大小、光束的曲率半径以及眼睛的焦距之间的关系。通过实现求出这些值，从而光束曲率控制部1502能够决定恰当地曲率半径变更幅度R2。 

光束曲率控制部1502在现在的光束的曲率半径R的值低于R0的情况下，将曲率半径变更幅度R2加在R的值上。据此，如图16所示那样，光束的聚光位置从视网膜上移动向晶状体一侧。此时，人的眼睛为了使光束的聚光位置移动到视网膜上，而无意识地使睫状体松驰，使晶状体的厚度变薄。 

另外，在现在的光束的曲率半径R的值超过目标曲率半径R0的情况下，从R的值中减去曲率半径变更幅度R2。据此，如图17所示那样，光束的聚光位置移动向视网膜的深处。此时，人的眼睛为了使光束的聚光位置移动到视网膜上，而无意识地使睫状体紧张，使晶状体的厚度变厚。 

并且，此处理例如容易发生在，在步骤1604中的从目标曲率半径R0的值中减去曲率半径校正幅度R1的情况等。也就是说，上述的处理是，在使光束的曲率半径变的过大的情况下，在图像不能很好地映射在视网膜的情况时进行校正。 

光束曲率控制部1502在变更了光束的曲率半径R之后，对波阵面形状变更部102进行控制，以使入射到用户的眼睛的光束的曲率半径与变更后的R一致。 

并且，曲率半径变更幅度R2也可以根据现在的光束的曲率半径R的值动态地算出。在这种情况下，例如进行将R0的一成的值作为R2的值来设定等处理。并且，也可以通过将曲率半径R和光束的光点大 小S的关系作为函数来定义，来动态地算出能够使光点大小S的值被限定在一定的范围内的R2的值。 

并且，也可以是，为了保证显示给用户的影像的质量，在波阵面形状变更部102按照视网膜上的光束的投影位置，变更入射光的光束曲率半径的情况下，通过对按照向视网膜投影的位置而设定的光束的曲率半径增加或减去曲率半径变更幅度R2的值，来变更曲率半径。并且，也可以是，预先将按照视网膜上的光束的各个投影位置而各不相同的曲率半径变更幅度的值保持在光束曲率控制部1502，并对各个入射光的曲率半径加上或减去该值。 

并且，也可以将光束的曲率半径设定为在纵方向和横方向不同的值。在这种情况下，由光束曲率控制部1502来保持纵方向的曲率半径变更幅度以及横方向的曲率半径变更幅度的值，并利用该值来变更现在的光束的纵方向以及横方向的曲率半径。 

光束曲率控制部1502在变更了光束的曲率半径R之后，再次返回到步骤1601，并重复步骤1601～1605的处理。据此，目标曲率半径R0被调整为在光点大小S不超过阈值S0的范围的状态下的最大的值。并且，由于现在的光束的曲率半径R也逐渐地接近了目标曲率半径R0，因此可以在用户能够清楚地识别图像的范围内使用户的眼睛的睫状体松驰。 

(步骤1606结束) 

在入射光的光束的曲率半径与目标曲率半径R0一致的情况下，用户的晶状体被充分拉薄，睫状体松驰。为此，即使在长时间视听HMD所显示的图像的情况下，也能够使睫状体的负担减少，并能够降低VDT工作时的眼睛的疲劳。 

并且，对于目标曲率半径R0的值而言，可以通过HMD的用户接口由用户直接输入。并且，也可以使用通过HMD的用户接口来使用户增减的方法。 

并且，在本实施例中采用的是向左右眼显示图像的HMD，不过也 可以是仅向左右眼中的某一方显示影像的单眼HMD。 

并且，在HMD具备头戴跟踪装置(head tracker)等检测用户的身体运动的单元的情况下，在这些单元的输出变化幅度超过了一定值，并判断用户的身体在运动的情况下，本发明的HMD可以停止光束的曲率半径的变更。这是因为在用户运动之时，判断出显示的不是HMD显示的影像，而是朝向外界的视线，因此，在此时可以不进行不不要的处理，从而可以降低处理成本以及耗电量。 

并且，在本实施例中举例示出了用于使光束的曲率半径变大的处理，不过也可以将目标曲率半径R0的值设定为较小，从而使光束的曲率半径变小。此时，通过交替设置将目标曲率半径R0的值设定为较大的期间和将目标曲率半径R0设定为较小的期间，从而能够交替设置眼睛的晶状体变薄的期间和眼睛的晶状体变厚的期间。在进行这样的处理时，由于眼睛的睫状体不停地重复紧张与松驰，因此可以得到适当的运动效果。这样，由于进一步减轻了眼睛的睫状体的疲劳，因此可以提高预防眼睛疲劳的效果。 

并且，在设定目标曲率半径R0时，可以在事先规定的曲率半径的上限值RU和下限值RD的范围内来决定R0的值。通过对近视眼的用户将RU值设定为小，对老花眼和远视眼的用户将RD的值设定为大，从而可以降低曲率半径从现在的值直到接近于目标曲率半径R0为止的处理成本。 

(实施例3) 

图18示出了本发明的实施例3所涉及的图像显示装置10的概略构成。 

本实施例3的图像显示装置10包括：光源11、扫描部13、以及偏转部16，所述扫描部13扫描从光源11射出的激光12，所述偏转部16将来自该扫描部13的扫描光14朝观察者的瞳孔15偏转并导出。并且，具有光检测部18和光束形状调节部20a，所述光检测部18检测反射光17b的光点大小17c，该反射光17b是扫描光14的一部分 由反射体17a反射的光，所述光束形状调节部20a根据来自该光检测部18的输出信号，使扫描光14的光束形状14c发生变化，并将视网膜19a上的光点大小19b控制在规定值以下。这样，本实施例3的图像显示装置10通过扫描光14将影像投影到观察者的眼睛19的视网膜19a上。 

在此，图18所示的偏转部16具有衬底16a和至少在此衬底16a的一部分上形成的全息反射镜16b。 

以下，对本实施例3的图像显示装置10的主要的光学工作进行具体说明。在此，对于左右对称的光学系统而言，以图18所示为例，对其中左侧的光学系统进行说明。 

如图18所示，光源11至少是由红色激光光源(以下称为“R光源”)11R、绿色激光光源(以下称为“G光源”)11G、以及蓝色激光光源(以下称为“B光源”)11B构成的RGB光源。在此，R光源11R以及B光源11B采用了射出波长为650nm以及波长为450nm的激光的半导体激光。并且，G光源11G采用了射出波长为530nm的激光的半导体激发的SHG激光。 

从R光源11R、G光源11G以及B光源11B射出的激光由准直镜11a被分别变换为平行光线，在入射到二向色镜11b之后，被合成为一个激光12，并从二向色镜11b射出。 

并且，激光12入射到光路长度调整部21(相当于实施例1、2中的“波阵面形状变更部102”)。光路长度调整部21通过沿箭头的方向移动伺服反射镜20b的位置，来调整到偏转部16为止的光路长度。该处理由控制部20中所包含的光束形状调节部20a来控制。 

之后，激光12在反射镜13a被反射并被导入到扫描部13。扫描部13通过任意地变更反射角度，从而将来自反射镜13a的光以规定的光点大小二维地扫描到偏转部16的全息反射镜16b。并且，在此扫描部13若采用MEMS微镜，则可以高精确度地将扫描光14扫描到全息反射镜16b。 

并且，扫描光14由全息反射镜16b偏转，并从观察者的眼睛19的瞳孔15入射，作为影像被投影到视网膜19a。 

关于被投影到此视网膜19a上的扫描光14的光点大小19b的大小最好是，在焦点在视网膜19a上时为20μm以下。这是因为，例如在水平方向的视角为100度的情况下，要想在水平方向上显示1000点所需要的大小，在视网膜上结焦时如果光点大小超过20μm，则相邻的点与点就会重合，从而得不到规定的分辨率。 

并且，若扫描光14(14a、14b)的光束形状以与规定的形状发生了偏离的状态，由全息反射镜16b偏转到观察者的眼睛19，则如图18所示，扫描光14(14a、14b)的焦点位置19c偏离的离焦量为ΔZ。该ΔZ被反映为被配置在图18所示的光源11附近的光检测部18的受光元件18a的受光面上的光点大小17c、17d的大小，并如后述那样可以被检测出。 

即，扫描光14(14a、14b)的一部分作为反射光17b由反射体17a反射。该反射光17b以与激光12射出的光路相反的方向入射到二向色镜11b之后，并在光检测部18的受光元件18a的受光面上投影光点大小17c、17d。 

并且，该光检测部18根据从反射光17b的光点大小17c、17d检测出的信号，产生输出信号。光束形状调节部20a根据该输出信号，沿着箭头的方向使光路长度调整部21的伺服反射镜20b移动，从而使扫描光14(14a、14b)的光束形状发生变化。这样，光束形状调节部20a将视网膜19a上的光点大小19b控制在规定值以下，例如控制在20μm以下。 

这样，通过反馈扫描光14的一部分，变更光束的波阵面形状，从而能够时常向观察者的眼睛19的视网膜19a投影最佳的影像。并且，在光路长度调整部21，导光用的棱镜21a以及两个物镜21b被配置在两个伺服反射镜20b之间，控制激光12以及反射光17b的光路以及光束形状。 

由于具有这样的构成，因此能够高速且高精确度地进行光学调整。这样可以实现高速且高精确度地显示运动图像的图像显示装置10。并且，由于利用来自比视网膜19a的反射率大的反射体17a的反射光17b，因此能够高精确度且确实地进行光学调整。这样，由于针对干扰以及光束的一部分被遮挡等影响，光学特性等是比较稳定的，因此，能够使观察者正确地识别鲜明的图像。 

并且，反射体17a也可以是图23A所示那样，在偏转部16的衬底16a上所形成的全息反射镜16b(偏转区域)内复用而被形成的产生伺服光用全息反射镜16f。并且，也可以是如图23B所示的，在与全息反射镜16b不同的位置(图23B中全息反射镜16b的周围)上形成的产生伺服光用全息反射镜。 

由于具有这样的构成，因此能够简单地构成更小更轻的图像处理的光学系统。这样，能够高速且高精确度地进行光学调整。并且，为了使观察者能够正确地识别图像的处理也可以简单进行。 

并且，通过将多个全息反射镜复用，从而能够使偏转部变薄，这样能够实现小型、轻量、且薄型的HMD。 

在此，如图18所示，用于产生伺服的全息反射镜16f被形成为具有透镜光学能力的反射式全息反射镜，该具有透镜光学能力的反射式全息反射镜在视网膜19a上的光点大小19b为最佳值时输出最强的反射光17b。 

由于具有这样的构成，因此能够进一步扩大后述的在进行光学调整时的伺服范围，或者能够进一步减少偏移。 

并且，在上述实施例中，以将反射体17a作为产生伺服光用全息反射镜设置于偏转部16为例进行了说明，不过，并非受此所限，也可以将观察者的瞳孔15的虹彩17、眼睛19的视网膜19a作为反射体17a，并在光检测部18检测其反射光。由于具有这样的构成，因此可以简化偏转部16的光学构成。 

如图18所示，反射光17b以与扫描光14相反的方向入射到二向 色镜11b之后，向光检测部18射出。并且，反射光17b被物镜18b聚光，通过孔18c，并由用于检测光的衍射光栅18d给予互补的透镜作用，分离为两个衍射光18f、18g。 

光检测部18具有用于接受这两个衍射光18f、18g的两个受光元件18a。这两个受光元件18a被配置成在光学距离上距衍射光栅18d的距离相等。因此，在扫描光14在观察者的眼睛19的视网膜19a上结有焦点时，衍射光18f、18g的光点大小在两个受光元件18a上相同。另外，在扫描光14在观察者的眼睛19的视网膜19a上没有结焦时，衍射光18f、18g的光点大小在两个受光元件18a上的大小不同。因此，例如可以通过两个受光元件18a的检测结果的差分来检测焦点位置19c。 

图19A～图21C示出了观察者的眼睛19中的扫描光14的焦点位置19c和光检测部18中的反射光17b的检测状态之间的关系。图19A、图20A、图21A示出了眼睛19中的扫描光14的焦点位置19c，图19B、图20B、图21B示出了光检测部18接受了衍射光18f、18g的状态，图19C、图20C、图21C示出了光检测部18的受光元件18a上的光点大小17c、17d。 

图19A以及图19B示出了，焦点位置19c在视网膜19a上的情况，即示出了在眼睛19的视网膜19a上结有20μm以下的光点大小19b的焦点。如图19B所示，受光元件18a上的两个衍射光18f、18g的大小相同。因此，由于两个受光元件18a的检测信号的差分几乎为0，从而能够检测出眼睛19的视网膜19a上的焦点位置19c。 

图20A以及图20B示出了焦点位置19c在视网膜19a的前方时的检测状态。如图20B所示，左侧的受光元件18a的光点大小17c比图19B所示的光点大小17c小，右侧的受光元件18a上的光点大小17c比图19B所示的光点大小17d大。根据该左右的光点大小17c、17d的大小的差，能够检测焦点位置19c。 

图21A以及图21B所示的焦点位置19c与图20A以及图20B相 反，在视网膜19a的另一侧，也就是说示出了焦点位置19c在眼睛19外侧时的检测状态。此时，光检测部18上的受光元件18a上的光点大小17c、17d的大小与图20A以及图20B的关系相反，不过，同样能够检测出焦点位置19c。 

并且，如图19C、图20C、以及图21C所示，这一对受光元件22、23可以被分别划分为多个(在此实施例中被划分为三个)。此受光元件22的中央的受光部22a和两端的受光部22b、22c分别检测光量，并根据他们的差分来判断光点大小17c的大小。同样，在受光元件23(23a、23b、23c)判断光点大小17d的大小，根据两者的差分，就能够检测出焦点位置19c。 

由于具有这样的构成，因此能够高速且高精确度地进行光学调整，从而能够实现高速且高精确度地显示运动图像的图像显示装置10。并且，由于利用来自比视网膜19a的反射率大的反射体17a的反射光17b，因此能够高精确度且确实地进行光学调整。这样，由于针对干扰以及光束的一部分被遮挡等影响，光学特性等是比较稳定的，因此，能够使观察者正确地识别鲜明的图像。 

(实施例4) 

图22示出了本发明的实施例4所涉及的图像显示装置30的概略构成。 

本实施例4与实施例3的构成几乎相同，除具有作为RGB光源的光源11以外，还具有从红色到红外线的波长的红外线激光光源18h。 

也就是说，图22所示的图像显示装置30除具备图18所示的图像显示装置10的构成以外，还具备位于光检测部18的中心的波长为750nm以上、1500nm以下的红外线激光光源18h。此红外线激光光源18h例如是CD等光盘所使用的中心波长为780nm的红外线半导体激光等。 

从该红外线激光光源18h射出的伺服用激光12a入射到二向色镜11b，并传播与激光12相同的光路，在偏转部16形成的产生伺服光 用全息反射镜16f反射。并且，该产生伺服光用全息反射镜16f所产生的反射光17b以实施例3中所说明的光路传播(即，与激光12的光路相反的方向行进)，并到达光检测部18的受光元件18a。 

光束形状调节部20a根据受光元件18a的输出信号，与实施例3同样，沿着箭头的方向使光路长度调整部21的伺服反射镜20b移动，从而使扫描光14(14a、14b)的光束形状发生变化。这样，光束形状调节部20a将视网膜19a上的光点大小19b控制在规定值以下，例如控制在20μm以下。 

因为具有这样的构成，伺服用的红外线激光光源18h和光检测部18能够被配置得比较近，从而能够进行稳定得光学调整。而且，由于能够进行高速且高精确度地光学调整，因此能够实现高速且高精确度地显示运动图像的图像显示装置30。 

并且，由于利用来自比视网膜19a的反射率大的反射体17a的反射光17b，因此能够高精确度且确实地进行光学调整。这样，由于针对干扰以及光束的一部分被遮挡等影响，光学特性等是比较稳定的，因此，能够使观察者正确地识别鲜明的图像。 

不过，G光源11G也可以使上述的红外线激光光源18h和将红外线的一部分转换为绿色的SHG元件相结合。具体而言，例如可以将作为红外光源的中心波长为1060nm的用于激发的红外线半导体激光，作为SHG元件来采用LiNbO3。 

并且，偏转部16的产生伺服光用全息反射镜16f也可以反射从红外线激光光源输出的红外光中的、没有以SHG元件被转换为绿色的红外光。 

通过具有这样的构成，由于不必另外使用用于伺服的光源，因此可以使装置小型化、轻量化以及省能源化。 

并且，将这样的红外线激光用于伺服用的光源。为了提高检测信号的S/N比(信/噪比)，偏转部16还可以具备屏蔽红外光的屏蔽膜16e，该屏蔽膜16e在与偏转扫描光14的偏转面16c相反的外侧面 16d上。 

通过具有这样的构成，由于可以防止红外光从外侧面16d入射到偏转面16c，因此能够进一步改善由红外光造成的S/N比，并能够高精确度地进行光的检测。并且，由于还能够屏蔽来自外部的红外光入射到眼睛19，因此能够改善被投影到视网膜19a上的影像的S/N比。 

并且，屏蔽膜16e的构成可以是至少能够屏蔽中心波长为750nm以上1500nm以下的光线。通过具有这样的构成，由于能够效果更好地防止红外光从外侧面16d的外部入射到偏转面16c，因此能够进行进一步改善了因红外光造成的S/N比的高精确度的光检测以及影像的投影。 

图23A以及图23B示出了本实施例3和4所涉及的全息反射镜的例子，并且示出了从图18以及图22所示的图像显示装置10、30的箭头31的方向看到的偏转部16以及产生伺服光用全息反射镜16f。 

在图23A中，在偏转部16上形成的全息反射镜16b(偏转区域)上形成了被复用的产生伺服光用全息反射镜16f，以作为反射体17a。 

据此，在图23A所示的光束扫描方向32上扫描的扫描光14中的被偏转的扫描光14被导入到观察者的眼睛19，在产生伺服光用全息反射镜16f被反射的反射光17b作为伺服光被导入光检测部18。 

并且，产生伺服光用全息反射镜16f的构成，至少可以具有以下一对反射式全息反射镜，该一对反射式全息反射镜是指：在视网膜19a上的光点大小19b成为最佳值时，透镜光学能力比通常大的第一反射式全息反射镜16g，以及在视网膜19a上的光点大小19b成为最佳值时，透镜光学能力比通常小的第二反射式全息反射镜16h。此时，被配置在光检测部18的前方的衍射光栅18d是不具有透镜光学能力的单纯的等间隔衍射光栅。 

通过具有这样的构成，从而能够进一步扩大在进行光学调整时的伺服范围，或进一步减少偏移。并且，上述说明中的“通常”可以解释为光点大小19不为最佳值时。 

另外，在图23B中，反射体17a是至少在全息反射镜16b的周围形成的产生伺服光用全息反射镜16f。此时，图23B所示的产生伺服光用全息反射镜16f与图23A同样，可以由第一反射式全息反射镜16g和第二反射式全息反射镜16h这一对反射式全息反射镜构成。 

通过图23B中的偏转部16，扫描光14在沿光束扫描方向32a被扫描的情况下，在光束偏转区域33被偏转的扫描光14将影像投影在观察者的眼睛19。另外，在扫描光14沿光束扫描方向32b被扫描的情况下，在产生伺服光的区域34被反射的反射光17b在光检测部18被检测。 

通过具有这样的构成，从而能够进一步扩大在进行光学调整时的伺服范围，或进一步减少偏移。 

在图23B中，可以在偏转部16全体扫描RGB光以及所有的红外光，也可以在光束偏转区域33扫描RGB光，在产生伺服光的区域34扫描红外光。 

并且，像这种产生伺服光用全息反射镜16f能够通过将从MEMS微镜射出的激光和与其相位共轭的光(光束形状相同而行进方向相反的光)同时照射到光聚合物等全息图材料，并将其干涉条纹记录到全息图材料而作成。 

(实施例5) 

参照图24A、图24B以及图25，对本发明的实施例5所涉及的光束扫描式图像显示装置50进行说明。并且，图24A示出了产生伺服光用全息反射镜51，图24B示出了光检测部52，图25示出了图像显示装置50的概略构成。 

如图24A所示，全息图案51a是以在正交的X方向和Y方向上改变曲率半径而被形成的。据此，被生成的反射光17b在X方向和Y方向上接受不同的光学作用。 

并且，如图24B所示，光检测部52能够分别检测正交的两个方向的光束的曲率半径。即，在四个受光元件53中，在被配置在看上去 的发光点55的左右的两个受光元件53，检测反射光17b的X方向的分量，在被配置在看上去的发光点55的上下的两个受光元件53，检测反射光17b的Y方向的分量。 

并且，如图25所示，图像显示装置50的光路长度调整部21具有焦距水平分量变更部和焦距垂直分量变更部，该焦距水平分量变更部变更激光12的水平方向分量(X方向的分量)的波阵面形状，该焦距垂直分量变更部变更垂直方向分量(Y方向分量)的波阵面形状。 

通过上述的构成，根据反射光17b的X方向分量的检测结果，焦距水平分量变更部变更激光12的水平方向分量的波阵面形状。之后，根据反射光17b的Y方向分量的检测结果，焦距垂直分量变更部变更激光12的垂直方向分量的波阵面形状。 

这样，通过分别控制激光12的波阵面形状的水平方向分量和垂直方向分量，从而能够高精确度地进行光学调整。通过以上的构成，由于能够高速且高精确度地进行光学调整，因此能够实现高速且高精确度地显示运动图像的图像显示装置50。并且，由于利用来自比视网膜19a的反射率大的反射体17a的反射光17b，因此能够高精确度且确实地进行光学调整。这样，由于针对干扰以及光束的一部分被遮挡等影响，光学特性等是比较稳定的，因此，能够使观察者正确地识别鲜明的图像。 

(实施例6) 

图26A～图26C示出了本发明的实施例6中的眼镜式图像显示装置81的构成。图26A是平面图，图26B是侧面图，图26C是从与扫描部的扫描中心轴97垂直的方向X看到的X向视图。 

图26A～图26C所示的眼镜式图像显示装置81的基本构成与图28相同，包括：一对眼镜片82、用于在用户的左右眼的位置上保持一对眼镜片82的眼镜框83、以及从眼镜框83的外缘部向后方延伸的一对眼镜腿84。并且，也可以省略眼镜框83，使眼镜片82的外缘部直接与眼镜腿84连接。 

在与一对眼镜片82的与眼睛88相对的一面上设置有将激光光束86偏转于眼睛的偏转部93。在一对眼镜腿84的内部搭载有，射出激光光束86的光源91、二维扫描激光光束86的扫描部92、以及控制各个部的控制部94。 

光源91包括半导体激光、固体激光、波长转换元件、以及准直光学系统等的任意一个，可以在光路的规定的位置上形成聚光光点。在为了彩色显示而采用多个波长的光束的情况下，由合波光学系统作为一条光束射出。为了在视网膜上恰当地结焦，也可以具有焦点控制光学系统。 

控制部94与扫描部92的驱动同步，按照显示图像调调制光源91的强度。调制控制可直接调制激光光源，也可以另外与AO元件(声光学元件)等调制元件同时使用。 

扫描部92中采用小型MEMS微镜。驱动方式可以采用电磁方式、静电方式、压电方式、热驱动方式，或者采用这些驱动方式的组合方式等，各种方式的设备都可以适用。 

激光光束86由扫描部92被投射向眼镜片82，并由在眼镜片82的表面形成的作为全息反射镜的偏转部93反射，从而入射到使用者的眼睛88，并在视网膜上形成图像。全息反射镜是形成李普曼全息图(Lippmann type hologram)的光聚合物(photopolymer)层，仅反射具有波长选择性的激光光束的波长。这样，用户就可以同时看到外边的景色和由激光光束描绘的图像。 

在进行彩色显示的情况下，在光聚合物层可以形成多层分别反射来自红色、绿色、蓝色光源的光的三个全息图，也可以层叠与各个颜色的光相对应的三层全息图。 

与图39A～图40B示出的构成不同之处在于，将折回反射镜95设置在与MEMS微镜在垂直方向(在实施例6中为上方)上隔离的位置上，并且，折回反射镜96被设置在从MEMS微镜一侧来看时的靠近眼镜片82的方向。 

即，首先在被配置在MEMS微镜上方的折回反射镜95使激光光束暂且偏转于扫描中心轴97的方向，进而折叠式折回反射镜96使光束朝向MEMS微镜方向折回。据此，与从光源91输出的激光光束86被直接入射到扫描部92的情况相比，可以使入射角变小。具体而言，如图26C所示，折回反射镜96被配置成不干涉垂直方向的扫描范围。 

即，折回反射镜95被配置成，其水平位置在扫描部92和偏转部93的左右端所围起的区域内，其垂直位置在扫描部92和偏转部93的上下端所围起的区域外。 

在这个例子中，垂直扫描角γ成为，垂直扫描区域Ha＝20mm，投射距离L＝35mm，则γ＝ATAN(Ha/2/L)＝16°，入射角α成为20～25°左右，从而能够比图40A和图40B的构成更小。 

在α＝25°的情况下，MEMS微镜大小Dm可以是激光束直径Db的1.1倍。并且，由于折回反射镜95被设置在MEMS微镜的上方，因此，不必占用在MEMS微镜的外侧区域，从而不会使眼镜腿84的水平尺寸W增大。通过折回反射镜96被配置在比MEMS微镜更靠近眼镜片82一侧，从而在眼镜腿的内侧需要保持一定的水平尺寸W′，尽管如此，也只是眼镜腿84的内侧的一部分突出，在外形上没有大的影响，也不会有损于美观和穿戴上的感觉。 

通过将折回反射镜96配置在沿着包含扫描部92的扫描中心轴97的垂直面上，从而水平方向的入射角为0°，进而能够使MEMS微镜大小变小。通过具有这样的构成，从而不会使MEMS微镜大型化，并控制了眼镜腿84的水平尺寸，进而实现了高分辨率且穿戴舒适的眼镜式图像显示装置81。 

另外，在本实施例中，虽然折回反射镜95、96被配置在扫描部92的上方，不过也可以配置在下方。 

(实施例7) 

图27A～图27C示出了本发明的实施例7中的眼镜式图像显示装置81的构成。图27A是平面图，图27B是侧面图，图27C是从与 扫描部92的扫描中心轴97垂直的方向X看到的X向视图。 

在图27A～图27C中，与图26A～图26C所示的构成相同，在眼镜腿84上搭载了：射出激光光束86的光源91、使激光光束86二维扫描的扫描部92、以及控制各个部的控制部94。激光光束86由扫描部92被投射向眼镜片82，并由在眼镜片82的表面形成的作为全息反射镜的偏转部93反射，从而入射到使用者的眼睛88，并在视网膜上形成图像。全息反射镜是形成李普曼全息图(Lippmann typehologram)的光聚合物(photopolymer)层，仅反射具有波长选择性的激光光束的波长。这样，用户就可以同时看到外边的景色和由激光光束描绘的图像。 

与实施例6的不同之处是，偏转部93具有图像反射区域87和在该图像反射区域87的上部的作为第二偏转部的折回反射区域98。该折回反射区域98的功能可以代替实施例6中的折回反射镜96的功能。 

即，首先在被配置在MEMS微镜上方的折回反射镜95使激光光束偏转于扫描中心轴97的方向，进而在偏转部93的图像反射区域87的上方所设置的折回反射区域98使光束朝向MEMS微镜方向折回，且入射角变小。 

具体而言，如图27C所示，通过将折回反射区域98为了与图像反射区域87相邻而设置在上部，从而不会干涉到垂直方向的扫描范围，并且能够使入射角α变小到接近于垂直扫描角γ的1/2。 

实施例6中的垂直扫描角γ，垂直扫描区域Ha＝20mm，投射距离L＝35mm，则γ＝ATAN(Ha/2/L)＝16°，相对于入射角α为20°～25°左右时，若将折回反射区域98设置在高于扫描中心的高度h＝12mm的位置上，则入射角α成为19°左右，从而能够比图26A～图26C的构成更小。 

在α＝19°的情况下，MEMS微镜大小Dm可以是激光束直径Db的1.06倍。 

并且，由于折回反射镜95被设置在MEMS微镜的上方，因此，不必占用在MEMS微镜的外侧区域，从而不会使眼镜腿84的水平尺寸W增大。并且，由于折回反射区域98被配置在作为第二偏转部的眼镜片82上，因此不需要在比MEMS微镜靠近眼镜片82一侧另外设置反射镜，眼镜腿84的内侧也不会有突出的部分，从而具有良好的美观性和舒适的穿戴感。 

并且，与实施例6同样，通过将折回反射区域98配置在沿着包含扫描部92的扫描中心轴97的垂直面上，从而水平方向的入射角为0°，进而能够使MEMS微镜大小变小。 

通过具有这样的构成，从而不会使MEMS微镜大型化，并控制了眼镜腿的水平尺寸，进而实现了高分辨率且穿戴舒适的眼镜式图像显示装置81。 

在本构成中还可以使折回反射区域98具有像差特性。这可以通过在形成作为偏转部93的全息反射镜时，在设置形成图像反射区域87的第一制作光学系统的同时还设置形成折回反射区域98的第二制作光学系统，并通过将像差分量附加到第二制作光学系统的基准光束中来实现。 

该像差分量也可以被设定为用来校正偏转部93所具有的彗形像差等。偏转部93能够使扫描部92的扫描中心所发出的光聚光向使用者的眼睛88，由于光是以水平方向斜向入射的，因此具有因光束的水平方向扫描位置而聚光能力连续发生变化的特性。 

为此，在激光光束照射到某一处时，在激光的两端具有微小的聚光能力的不同时，会产生彗形像差，视网膜上的聚光光点变大，分辨率降低。这种像差可以通过照射到事先具有像差特性的折回反射区域98来进行校正，从而能够以高分辨率来显示。 

另外，在本实施例中，虽然折回反射区域98被配置在图像反射区域87的上方，不过也可以配置在下方。并且，眼镜片82可以是带度数的镜片，也可以是不带度数的镜片。 

并且，在此说明的是使偏转部93直接形成在眼镜片82上的结构，不过即使是形成在其他的衬底或安装在眼镜片82的内侧也可以得到同样的效果。 

并且，在上述的各个实施例中，不论是单独的构成还是将这些单独的构成进行任意组合，都能够得到有利的效果。例如，可以采用实施例3中的全息反射镜来作为实施例1、2中的偏转部104等。 

并且，上述的各个实施例中的控制处理可以通过使CPU解释执行规定的程序数据来实现，该规定的程序数据是指能够执行被存储在记录装置(ROM、RAM、硬盘等)的上述处理顺序的程序数据。在这种情况下，程序数据可以通过记录介质被导入到记录装置内，也可以在记录介质上直接执行。并且，记录介质可以是ROM、RAM、闪存等半导体存储器、软盘或硬盘等磁盘存储器、CD-ROM或DVD、BD等光盘或SD卡等存储卡等。并且，记录介质在概念上也包括电话线路以及传输路径等通信介质。 

并且，图9A所示的扫描式显示装置的各个功能块可以作为集成电路的LSI来实现。也可以分别作为一个芯片，或者将其中的一部分或全部作为一个芯片。例如可以将存储器以外的功能块作为一个芯片。在此，虽然称作LSI，但根据集成度的不同，也可以称作IC(集成电路)、系统LSI、超级LSI、极超级LSI。 

并且，集成电路化的方法也不仅限于LSI，也可以通过专用电路或通用处理器来实现。LSI制造后，也可以利用能够程序化的现场可编程门阵列(FPGA：Field Programmable Gate Array)，或利用可再构成LSI内部的电路单元的接续或设定的可重装处理器。 

以下，参照图28～图33对上述的各个实施例所涉及的光束扫描式显示装置的各种用途进行说明。并且，在以下的说明中，虽然作为实施例1的用途进行说明，不过也可以替换为实施例2～7，也可以将实施例1～7相互组合。并且，上述的各个实施例所涉及的扫描式显示装置的用途也不受以下的用途所限。 

(实施例8) 

图28是本发明的实施例8中车载式的HUD(Head-up Display：平视显示器)的构成图。 

光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104、控制部105、以及耳机部106的基本构成与工作与实施例1相同。 

在本实施例中，向正在乘车的用户显示影像。与实施例1相同，通过使偏转部104具有光束反射特性和来自车外的可视光的透过特性，从而既能够看到车外的风景又能够看到本发明所进行的显示。据此，在看车外的风景的同时，还能够看到有关车速、注意事项或警告、路程向导等驾驶操作和所在地的信息。 

光源101、波阵面形状变更部102、以及扫描部103可以如图28那样被安装在车的顶棚附近。据此，得到的效果是透过车窗看到的视野不会被遮挡，并且通过配置在距离眼睛近的地方，从而可以得到缩短光路提高显示精确度的效果。并且，也可以将光源101配置在车身下部等与波阵面形状变更部102分开的地方，从光源到波阵面形状变更部102以光导纤维来传输光束。这样，可以得到减少为了在顶棚部设置光源101的区域的效果。 

控制部105可以被设置在仪表板内。与本发明的显示装置不同的其他的控制装置，例如车速管理装置或向导控制装置(汽车导航系统)等控制装置也可以兼用于本发明的控制部105。这样，可以得到减少控制装置的总数的效果。 

耳机部106可以不必与用户的耳朵接触，可以在用户周围的车内空间装备扬声器，例如在车门或前面的仪表板上装备扬声器。 

偏转部支持部401从顶棚或窗的上部支持偏转部104。偏转部支持部401的相位调整功能是能够按照用户的头部位置对偏转部104的位置和倾斜角度进行调整的。调整可以由用户手动进行，也可以自动进行。作为自动调整的方法，可以是在偏转部支持部401的附近设置摄像机，并通过拍摄并识别用户的头部或眼睛等位置变化，移动或旋 转偏转部104，以使偏转部104处于适当的位置或角度。 

(实施例9) 

图29示出了本发明的实施例9中的椅子安装式的显示装置的构成图。 

光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104、控制部105、以及耳机部106的基本构成与工作与实施例1相同。在本实施例中，向坐在椅子上的用户显示影像。 

光源101、波阵面形状变更部102、以及扫描部103可以被配置在图29所示的从椅子的靠背到用户眼前的偏转部104的各个部分。在图29中虽然被配置在了用户的头部的上方，也可以配置在侧头部或头部的下方。 

控制部105可以配置在椅子的下部。与本发明的显示装置不同的其他的控制装置，例如按摩控制装置等控制装置也可以兼用于本控制部105。这样，可以得到减少控制装置的总数的效果。 

耳机部106可以不与用户的耳朵接触，可以在头部的后方或侧面设置扬声器。 

(实施例10) 

图30示出了本发明的实施例10中的激光扫描式的HUD(平视显示器)的构成图(侧面图)。并且，图31是图30所示的激光扫描单元2002的详细图。 

激光扫描单元2002被配置在汽车2001的挡风玻璃2003的下方，具体而言，可以配置在仪表盘的内部，从而力求实现显示装置的省空间化。 

并且，激光扫描单元2002也可以不配置在仪表盘的内部，而配置在仪表盘的外部。这样，激光扫描单元2002的交换或位置变更会变得容易。 

由激光扫描单元2002扫描的光由被安装在挡风玻璃2003上的偏转部104反射，通过半反射镜2004，到达驾驶员2005的眼球2006， 从而识别影像。在这样的HUD，能够透过挡风玻璃2003确认外界风景，同时还能够看到由激光扫描单元2002显示的地图信息和警告信息，从而能够提高驾驶员的安全性和方便性。 

并且，被投影到用户的视网膜上的激光的反射光由被设置在用户的眼前的半反射镜2004反射，并由光检测部214检测。 

激光扫描单元2002由光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、以及控制部105构成。图31示出了本嗯实施例中的光源101、波阵面形状变更部102、以及偏转部104的结构的例子。 

图31中的光源101与图2相同，由红色激光光源211、蓝色激光光源212、绿色激光光源213构成。并且，在本实施例中光检测部214不在光源101中，如图30所示，被设置在车内的顶棚2007。由于具有此构成，能够缩短用户的视网膜和光检测部214之间的距离，从而能够容易地检测出视网膜上的光点大小。 

图31中的波阵面形状变更部102中的焦距水平分量变更部2101和焦距垂直分量变更部2102在光路上被串联配置。据此，波阵面形状的水平方向的曲率和垂直方向的曲率可以分别变更。在本实施例中，焦距水平分量变更部2102和焦距垂直分量变更部2102是通过变更柱面透镜的位置来变更水平方向和垂直方向的曲率的。 

并且，焦距水平分量变更部2101和焦距垂直分量变更部2102与图2所示的实施例1中的波阵面形状变更部102同样，可以通过组合变更柱面透镜和反射镜，并改变反射镜的位置来变更波阵面形状。这样，通过快速振动反射镜，从而即使在显示分辨率高的图像以及帧率高的运动图像时，也能够恰当地变更波阵面形状。 

并且，本实施例中的偏转部104可以通过透过式的全息照相来实现。本实施例中的偏转部104可以是在挡风玻璃2003的内侧(眼睛一侧)形成例如形成李普曼全息图的光聚合物层，并使来自扫描部103的光束在用户的眼睛的瞳孔处衍射并聚光。 

在光聚合物层可以形成多层分别反射来自红色、绿色、蓝色光源 的光的三个全息图，也可以层叠与各个颜色的光相对应的三层全息图。并且，通过使光聚合物层成为，利用全息图的波长选择性，仅使光源波长的光衍射，不使几乎来自外界的所有的光，也就是说光源波长以外的波长的光衍射，从而可以作为透过型的显示器。 

并且，偏转部104可以自由地拆装于挡风玻璃2003。这样，在不需要显示器显示的情况下，可以通过拆下偏转部104，从而保持挡风玻璃2003的透过性，并且能够提高驾驶员的安全性。 

并且，偏转部104不是将来自扫描部103的光反射向用户的某一只眼睛，可以反射向用户的双眼。这样，可以通过一个偏转部104将影像显示在用户的双眼。 

在本发明的实施例10中，通过将半反射镜2004设置在用户的眼前，从而能够将来自用户的视网膜的反射光反射给光检测部214。半反射镜2004可以由支持棒2008被安装在汽车2001的顶棚2007。通过此结构，可以不必强行地将装置安装于用户的头部，就可以检测出用户的视网膜上的光点大小。 

并且，半反射镜2004以及光检测部214可以不必设置在汽车2001的顶棚，而是可以设置在驾驶员的眼镜或帽子上。这样，即使驾驶员的头前后运动，也可以减少头部与半反射镜的接触，从而提高驾驶员的安全性。 

控制部105具备控制HUD各个部的集成电路。各个激光的输出以及波阵面形状变更部102、扫描部103、光检测部214的控制由控制部105进行。在本实施例中，虽然光检测部214被配置在顶棚，控制部105被设置在仪表盘内部，不过，光检测部214和控制部105之间的通信可以通过将有线电缆盘绕在汽车内部来进行，也可以进行无线通信。 

并且，在图30中仅示出了用户的一只眼睛，不过也可以再设置一组激光扫描单元2002、偏转部104、光检测部214，从而与用户的双眼对应进行光束的曲率半径的控制。这样，在左右眼的视力不同的情 况下，也可以分别与各个眼睛相对应来设定光束的曲率半径，从而可以防止单侧的眼睛出现影像模糊的状态。 

(实施例11) 

图32是本发明的实施例11中的激光扫描式的单眼镜2201的构成图(侧面图)。 

单眼镜2201具有摄像机2203，用户可以通过窥视单眼镜2201，来视听摄像机2203拍摄的影像以及来自被连接在单眼镜2201的外部输入端子的外部影像设备的影像。通过具有图32的构成，用户可以不必像HMD那样将装置安装于头部，并且，在室外也可以简单地利用激光扫描式显示装置。 

单眼镜2201由光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104、控制部105、摄像机2203、以及折回反射镜2202构成。 

图32中的光源101与图2相同，由红色激光光源211、蓝色激光光源212、绿色激光光源213、以及光检测部214构成。 

图32中的波阵面形状变更部102中的焦距水平分量变更部201和焦距垂直分量变更部202在光路上被串联配置。据此，波阵面形状的水平方向的曲率和垂直方向的曲率可以分别变更。在本实施例中，如图2所示，可以通过组合柱面透镜和反射镜，并变更反射镜的位置，从而变更垂直方向以及水平方向的波阵面形状。 

来自波阵面形状变更部102的光束经由折回反射镜2202，并由扫描部103扫描，入射到偏转部104。 

偏转部104是被配置在单眼镜2201的接目部分的目镜，将来自扫描部103的光聚光在用户的瞳孔上。并且，偏转部104可以不是凸透镜，可以是透过式全息图。这样，可以使目镜部分变薄，并使单眼镜2201小型化。 

来自用户的视网膜上的反射光在沿着与入射光相同的路径且相反的方向行进后，由光检测部214检测。 

控制部105具备控制单眼镜2201的各个部的集成电路。各个激 光的输出以及波阵面形状变更部102、扫描部103、光检测部214、以及摄像机2203的控制由控制部105进行。 

并且，在图32中仅示出了用户的一只眼睛，不过也可以再设置一组光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104、光检测部214，制成双眼镜形状，从而与用户的双眼对应进行光束的曲率半径的控制。这样，在左右眼的视力不同的情况下，也可以分别与各个眼睛相对应来设定光束的曲率半径，从而可以防止单侧的眼睛出现影像模糊的状态。 

并且，也可以是，在成为双眼镜的形状的情况下，将用于左右眼显示的光源101设成一个，通过棱镜等对来自光源101的光束进行分光，并分别入射到用于左右眼显示的波阵面形状变更部102。这样，为了减少必要的光源而能够使双眼镜小型化，并且能够抑制耗电量。 

(实施例12) 

图33示出了本发明的实施例12中的激光扫描式的显示器2301的构成图(侧面图)。 

显示器2301由光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104以及控制部105构成。用户将该显示器设置于桌子2302上利用。通过具有图33的构成，用户可以不必像HMD那样将装置安装在头部。并且，可以不必像单眼镜那样需要长时间地用手来支持装置，从而可以在没有负担的情况下长时间地利用显示器。 

图33中的光源101与图2相同，由红色激光光源211、蓝色激光光源212、绿色激光光源213、以及光检测部214构成。 

图33中的波阵面形状变更部102中的焦距水平分量变更部201和焦距垂直分量变更部202在光路上被串联配置。据此，波阵面形状的水平方向的曲率和垂直方向的曲率可以分别变更。在本实施例中，如图2所示，可以通过组合柱面透镜和反射镜，并变更反射镜的位置，从而变更垂直方向以及水平方向的波阵面形状。 

来自波阵面形状变更部102的光束由扫描部103扫描，入射到偏 转部104。 

本实施例中的偏转部104可以通过透过式的全息图来实现。本实施例中的偏转部104被配置在显示器的表面，将来自扫描部103的光聚光在用户的瞳孔上。 

来自用户的视网膜上的反射光在沿着与入射光相同的路径且相反的方向行进后，由光检测部214检测。 

控制部105具备控制显示器各个部的集成电路。各个激光的输出以及波阵面形状变更部102、扫描部103、光检测部214的控制由控制部105进行。 

并且，在图33中仅示出了用户的一只眼睛，不过也可以再设置一组光源101、波阵面形状变更部102、扫描部103、偏转部104、光检测部214，从而与用户的双眼对应进行光束的曲率半径的控制。这样，在左右眼的视力不同的情况下，也可以分别与各个眼睛相对应来设定光束的曲率半径，从而可以防止单侧的眼睛出现影像模糊的状态。 

并且，也可以是，将用于左右眼显示的光源101设成一个，通过棱镜等对来自光源101的光束进行分光，并分别入射到用于左右眼显示的波阵面形状变更部102。这样，为了减少必要的光源而能够使显示器小型化，并且能够抑制耗电量。 

以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明并非受图示的实施例所限。对于图示的实施例，在与本发明的同一范围内或与本发明属于同等的范围内，可以添加各种修改与变形。 

本发明所涉及的光束扫描式显示装置具有波阵面形状变更部等，能够应用于显示装置、显示系统、显示方法、显示程序等。 

Claims (26)

1.一种光束扫描式显示装置，其特征在于，包括：

光源，用于输出光束；

扫描部，扫描从所述光源输出的光束；

偏转部，使由所述扫描部进行扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；

波阵面形状变更部，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光源的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描部；

光检测部，用于检测由所述扫描部进行扫描的光束中的在所述偏转部、用户的眼睛的角膜、用户的眼睛的视网膜以及用户的瞳孔的虹彩中的任一个上反射的反射光；

视线检测部，根据由所述光检测部检测出的反射光的强度，检测用户的视线方向；以及

视野位置判断部，利用在所述视线检测部检测出的视线方向，判断在用户的视野区域内的光束的位置；

所述波阵面形状变更部，根据按照在所述视野位置判断部判断的光束的位置而变动的所述容许范围，变更光束的波阵面形状。

2.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述容许范围的上限在光束越接近用户的视野中心的情况下就越小，在越远离视野中心的情况下就越大。

3.如权利要求2所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述容许范围的上限是与用户的视野区域内的位置所对应的视力分辨能力相对应的值和与视野中心的目标显示分辨率相对应的值中的值大的一个。

4.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，包括：

光点大小判断部，根据所述光检测部的检测结果，判断入射到用户的眼睛的光束在视网膜上的光点大小；以及

光束曲率控制部，保持光束的曲率半径的目标值，在所述光点大小判断部所判断的光点大小不超过预先规定的阈值的范围内，使光束的曲率半径每次变更规定的值，从而使光束的曲率半径分阶段地接近所述目标值。

5.如权利要求4所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

在所述光点大小判断部所判断的光点大小不超过预先规定的阈值的范围内，光束的曲率半径的所述目标值被设定为最大的值。

6.如权利要求5所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

在所述光点大小判断部的判断结果超过了所述阈值的情况下，所述光束曲率控制部降低所述目标值。

7.如权利要求4所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述光束曲率控制部只有所述光点大小在一定的时间内的变动幅度在一定值以下的情况下，才变更光束的曲率半径。

8.如权利要求4所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

该光束扫描式显示装置包括运动检测部，用于检测用户的身体动作变化；

所述光束曲率控制部根据所述运动检测部的输出，在用户的身体动作变化的幅度在一定值以上的情况下，不进行所述曲率半径的变更。

9.如权利要求4所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述光束曲率控制部交替地重复使光束的曲率半径增加的期间和使所述曲率半径减少的期间。

10.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述偏转部包括衬底和在所述衬底的至少一部分上形成的全息反射镜；

所述全息反射镜具有偏转区域和反射体，所述偏转区域使来自所述扫描部的扫描光朝向用户的眼睛，所述反射体反射由所述扫描部输出的光束的一部分并导入所述光检测部。

11.如权利要求10所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述反射体被形成在所述偏转区域内；

所述偏转区域和所述反射体被复用。

12.如权利要求10所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述反射体被形成在所述偏转区域的周围的至少一部分。

13.如权利要求10所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

在视网膜上的光点大小成为最佳值时，所述反射体输出最强的反射光。

14.如权利要求10所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述光源包括红色激光光源、蓝色激光光源以及绿色激光光源，该绿色激光光源具有输出中心波长在750nm以上、1500nm以下的红外光的红外线激光光源，以及将红外光的一部分转换为绿色的二次谐波产生元件；

所述反射体反射所述红外光。

15.如权利要求14所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述偏转部具有屏蔽红外光的屏蔽膜，该屏蔽膜在与所述衬底的安装有所述全息反射镜的面相反一侧的面上。

16.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述光检测部分别检测所述反射光的波阵面形状中的与光轴垂直且相互正交的两个方向的光束的曲率半径。

17.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述波阵面形状变更部具有水平分量变更部和垂直分量变更部，所述水平分量变更部变更光束的水平分量的波阵面形状，所述垂直分量变更部变更垂直分量的波阵面形状。

18.如权利要求17所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述水平分量变更部比所述垂直分量变更部更能够使光束的波阵面形状发生大的变更。

19.如权利要求17所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述波阵面形状变更部中的所述水平分量变更部和所述垂直分量变更部在光路上被串联配置，并依次变更光束的波阵面形状。

20.如权利要求17所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述波阵面形状变更部变更光束的波阵面形状，并且在所述扫描部的水平方向扫描时的波阵面形状的变更大于垂直方向扫描时的波阵面形状的变更。

21.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

该光束扫描式显示装置为眼镜式的图像显示装置，包括：

一对透镜，具有所述偏转部；

一对眼镜腿，从所述一对透镜的各透镜的外缘部向后方延伸，并且至少保持所述扫描部；以及

折回反射镜，将来自所述光源的光束导入所述扫描部，且该折回反射镜被配置在，向所述扫描部入射的光束的入射角比从所述光源直接入射到所述扫描部的情况小的位置上；

所述折回反射镜包括：

第一反射镜，被配置在所述眼镜腿内的、与所述扫描部在垂直方向上隔离的位置，并且反射来自所述光源的光束；以及

第二反射镜，被配置在比所述第一反射镜更靠近所述透镜的位置，并将来自所述第一反射镜的反射光导入所述扫描部。

22.如权利要求21所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述偏转部是全息反射镜，包括：

图像反射区域，使来自所述扫描部的扫描光向用户的眼睛方向偏转；以及

折回反射区域，起到所述第二反射镜的功能。

23.如权利要求22所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述折回反射区域具有像差，该像差用于校正在所述偏转区域所产生的像差的至少一部分。

24.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述波阵面形状变更部包括：

透镜，对由所述光源输出的光束进行聚光；

反射镜，使在所述透镜被聚光的光束向所述透镜反射；以及

位置控制部，控制所述透镜和所述反射镜之间的距离。

25.如权利要求1所述的光束扫描式显示装置，其特征在于，

所述光束扫描式显示装置通过集成电路实现。

26.一种光束扫描式显示方法，其特征在于，包括：

光束输出步骤，用于输出光束；

扫描步骤，扫描在所述光束输出步骤输出的光束；

偏转步骤，使在所述扫描步骤扫描的光束向用户的眼睛的方向偏转；以及

波阵面形状变更步骤，为使光束的光点大小在预先规定的容许范围内，变更来自所述光束输出步骤的光束的波阵面形状，并输出到所述扫描步骤；

光检测步骤，检测在所述扫描步骤进行扫描的光束中的在用户的眼睛的角膜、用户的眼睛的视网膜以及用户的瞳孔的虹彩中的任一个上反射的反射光；

视线检测步骤，根据在所述光检测步骤检测出的反射光的强度，检测用户的视线方向；以及

视野位置判断步骤，利用在所述视线检测步骤检测出的视线方向，判断在用户的视野区域内的光束的位置；

所述波阵面形状变更步骤，根据按照在所述视野位置判断步骤判断的光束的位置而变动的所述容许范围，变更光束的波阵面形状。

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